《基於燒結釹鐵硼永磁穩定性的納米技術調控》是依託北京工業大學，由劉衛強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於燒結釹鐵硼永磁穩定性的納米技術調控
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉衛強
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
燒結釹鐵硼是當前磁性能最強的永磁材料，在電動汽車、風力發電等領域有廣泛的套用前景。但是燒結釹鐵硼永磁的溫度和化學穩定性較差，對其套用造成很大影響。對此，本項目提出了兼具高磁性能和高穩定性的燒結釹鐵硼結構模型，即磁體由高磁化強度主相、高磁晶各向異性主相晶粒邊界層相，及高耐蝕非磁性富稀土邊界相組成。首先，採用粉末冶金、納米顆粒包覆和表面滲鍍、電泳沉積技術，研製與上述理論模型一致的新型燒結釹鐵硼永磁；在此基礎上，分析、測定磁體微結構特徵以及各項磁性能參量；進一步，深入研究新型磁體的相組成、相分布及界面結構對磁性能、溫度及化學穩定性的影響。重點考查所添加的稀土及非稀土納米顆粒在燒結和熱處理過程中的擴散熱力學、動力學及其最終分布特徵；考查磁體的磁性能隨溫度變化規律及其在不同環境下的腐蝕行為。最終建立新型磁體的微結構與其穩定性之間的構效關係模型，為研製綜合性能優異的燒結NdFeB永磁提供科學指導。
結題摘要
燒結釹鐵硼是當前磁性能最強的永磁材料，在電動汽車、風力發電等領域有廣泛的套用前景。但是燒結釹鐵硼永磁的溫度和化學穩定性較差，對其套用造成很大影響。本項目分別針對傳統燒結釹鐵硼磁體、廢舊釹鐵硼磁體以及高豐度鈰基磁體進行了納米技術調控，提高了磁體的矯頑力和耐蝕性。採用TbH3納米顆粒進行晶界擴散，獲得了矯頑力為47.1kOe，最大磁能積為38.5MGOe的超高磁性能釹鐵硼磁體。磁疇觀察結果表明晶界擴散形成的核殼結構抑制了反磁化疇形核過程，從而有效提高了磁體的矯頑力和綜合磁性能。通過摻雜CuZn5合金粉末，成功製備出高耐蝕性燒結釹鐵硼磁體。在高壓加速腐蝕中（121℃，2 atm，500 h），摻雜量為3.5 wt.%的燒結釹鐵硼磁體腐蝕失重率僅為1.00 mg/cm2，腐蝕速率遠低於未摻雜磁體（106.14 mg/cm2）。為改善再生燒結釹鐵硼磁體的磁性能，研究了稀土納米顆粒摻雜以及晶界擴散的方式對再生釹鐵硼磁體磁性能與顯微組織的影響。DyH3納米顆粒摻雜可大幅度提高再生磁體的矯頑力，當摻雜量為1.0 wt.%時，其矯頑力已高於原始磁體。DyH3納米顆粒晶界擴散再生釹鐵硼磁體的矯頑力由14.99 kOe提升至27.35 kOe。對稀土鑭和鈰的合理利用，不僅有利於降低燒結釹鐵硼的成本，而且可以平衡利用資源。(Nd0.6Ce0.4)33Fe66B燒結磁體的矯頑力較低，通過TbH3納米顆粒晶界擴散可以實現對(Nd0.6Ce0.4)33Fe66B磁體的磁硬化。TbH3納米顆粒晶界擴散燒結磁體矯頑力較原始磁體提升71.72%。上述研究結果可為研製綜合性能優異的稀土永磁材料提供科學指導。
