热变形纳米复合磁体

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1、万方数据第37卷2008年第3期3月稀有金属材料与工程RAREMETAL～L”ERIALSANDENGn岖ERJNG、，01．37．No．3M盯ch2008热变形纳米复合磁体郭鹏举1，2，一，刘新才1，潘晶1，李勇2，一，崔平2，3(1-宁波大学新型功能材料及其制各科学国家重点实验室培育基地，浙江宁波315211)(2．中国科学院宁波材料技术与工程研究所，浙江宁波315040)(3．中国科学院合肥固体物理研究所，安徽合肥230031)摘要：综述了采用热变形工艺制备的具有较高磁性能和良好温度稳定性的两类纳米复合磁体的最新进展，介绍了工艺参数和成分对纳

2、米复合磁体的微结构、磁性能和温度稳定性的影响。目前，采用热变形工艺制备的纳米复合磁体的最佳磁能积高达438l【J／m3。关键词：热变形；各向异性；双合金；温度稳定性；纳米复合磁体中图法分类号：TM27l+文献标识码：A文章编号：l002·185X(2008)03·0377一051993年，Coey等人在理论上预言取向排列的纳米双相复合磁体的理论磁能积高达1MJ／m3【¨，约为传统烧结Nd．Fe—B磁体理论磁能积(509kJ／m3)的2倍，且其稀土含量较传统烧结Nd—Fe．B磁体的明显降低，从理论上具有低的材料成本和高的抗腐蚀能力，因此，人们投入了大

3、量的精力，从不同方面对纳米复合磁体进行了研究。但10多年来，实验室制备的纳米双相复合磁体的最佳磁能积仅约为200kJ／m3【2．3】，远远低于理论计算值。在很长的时间内，人们认为纳米复合磁体性能较低是晶粒尺寸过大造成的。因为理论计算认为：当软磁性相的晶粒尺寸约为硬磁性相畴壁厚度的2倍(约为10nm)时，软、硬磁性晶粒可完全交换耦合，磁体具有较高的磁性能，而实际制备磁体的晶粒，尤其是软磁性相晶粒尺寸过大(约为30～50nm【41)，影响了交换耦合作用。因此，人们在细化晶粒上做了大量的工作，研究了添加元素(Pr’Co，Ga，Nb，Zr，Cu等)【5-8

4、1、不同工艺和改善工艺参数(如快淬工艺中的辊速、晶化温度及时间等)【2l对纳米复合磁体的微结构及磁性能的影响。如张湘义等在非晶合金晶化时，施加高的压力(3GPa)，得到了晶粒尺寸小于10nm的a．Fe／Sm2(Fe，Si)17C，纳米复合磁体，但最大磁能积只有约160kJ／m3【91。总结上述研究结果，可以得出，当磁体的晶粒细小、均匀时，磁性能稍好，但所得磁体的最佳磁能积仅为200kJ／m3【10】，没有新的进展。由此，科学家推测各向异性可能是影响纳米复合磁体性能提高的关键因素。于是，人们采用了各种方法来探索制备各向异性纳米复合磁体，如熔体快淬法【

5、引，机械合金化法【ll】、HDDR(氢化一歧化．分解．再结合)【121，热变形【3，131及放电等离子烧结【14】等，研究了工艺参数(如球磨时间、压力、热变形温度及压下率等)[7·”，141和成分(Pr，Cu，Ga等)【7，121对形成织构和磁性能的影响，但所有的研究都发现很难得到各向异性的纳米复合磁体。直到2003年，Lee等报道采用热变形法得到了最佳磁能积约为246蚰，m3的各向异性的磁体【”】，在制备高性能的纳米复合磁体上取得了重大的突破。在此基础上，在制备大块、致密的各向异性纳米复合磁体上取得了激动人心的进步，所得纳米复合磁体的最佳磁能积已

6、由246Ⅻm3上升到现在的438kJ／m3，仅略低于实验室传统烧结Nd．Fe．B磁体的最佳磁能积474kJ／m3。本文将从较高的磁性能和良好的温度稳定性两个方面，来阐述热变形制备纳米复合磁体的最新进展。1高磁性能的纳米复合磁体1．1贫Nd合金(Nd<11．8at％)传统Nd—Fe-B磁体(Nd>13．5at％)含有富Nd相，富Nd相的存在，有利于磁体形成织构。而贫Nd磁体收稿日期：2007_02．20基金项目：国家基础研究前期专项(2004CCA04000)；国家自然科学基金项目(50744014)；浙江省自然科学基金(Y406389)；宁波市科技

7、局项目(20068100054)；新型功能材料及其制备科学国家重点实验室培育基地开放基金；宁波大学王宽诚幸福基金资助作者简介：郭鹏举，女，1980年生，硕士生，宁波大学材料科学与化学工程学院。浙江宁波31521l。联系人：刘新才，教授，E-mail：liuxi∞ai@nbu．edu．∞万方数据稀有金属材料与工程第37卷(Nd<11．8at％)中没有富Nd相，热压／热变形贫Nd合金难以形成织构【31。直到2003年，Lee等才报道对接近正成分的贫Nd合金热变形，得到了大块、致密的各向异性纳米复合磁体。Lee等利用熔体快淬法制备了贫Nd合金的快淬薄带，

8、然后在600～800℃、100~200MPa的条件下热压，接着在700～1000℃，20～70MPa的条件下热变形，得到了