《納米晶NdFeB各向異性磁粉製備新方法與機理研究》是依託哈爾濱工業大學，由胡連喜擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：納米晶NdFeB各向異性磁粉製備新方法與機理研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡連喜
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鑒於粘結NdFeB磁粉現有製備方法的不足，提出一種製備高性能納米晶NdFeB各向異性磁粉的新方法。基本過程是：利用機械力驅動作用，使NdFeB合金在常溫充氫球磨過程中氫化-歧化，獲得由NdH2、Fe2B納米相和α-Fe納米晶基體構成的歧化組織；通過對歧化態合金粉末坯實施塑性變形，使其α-Fe基體產生形變取向；在後續脫氫-再結合處理中，採取措施促使Nd2Fe14B晶粒與形變取向α-Fe基體保持一定晶格位向關係形核長大，由此獲得納米晶NdFeB各向異性磁粉。本項目提出系統研究機械力驅動NdFeB合金氫化-歧化反應規律及納米歧化組織形成機制，探索歧化態合金粉末坯塑性變形規律及α-Fe基體形變織構的形成條件，研究脫氫-再結合過程Nd2Fe14B晶粒的取向形核與長大機制，建立微觀組織轉變模型，探索影響磁性能的關鍵因素，揭示矯頑力與各向異性形成機制，闡明材料製備工藝-微觀組織-磁性能的內在聯繫。
結題摘要
鑒於現有快淬法和常規HDDR法製備粘結NdFeB磁粉的不足，本項目提出並確立了一種製備高性能納米晶NdFeB各向異性磁粉的新工藝方法。其基本過程是：利用機械球磨驅動作用，使NdFeB合金在常溫充氫球磨條件下發生氫化–歧化，獲得由NdH2、Fe2B 納米相和α-Fe 納米晶基體構成的歧化組織；通過對歧化態合金粉末坯實施塑性變形，使其α-Fe 基體產生形變取向；在後續脫氫-再結合處理中，採取措施促使Nd2Fe14B 晶粒與形變取向α-Fe 基體保持一定晶格位向關係形核長大，由此獲得納米晶NdFeB 各向異性磁粉。 本項目系統研究了機械力驅動作用下NdFeB合金的氫化-歧化反應機理與動力學，建立了描述機械力驅動下NdFeB合金歧化反應特徵的動力學模型，探討了球磨強度，能量有效利用率，氫壓以及合金成分對於合金歧化反應動力學影響規律和相關機制。提出了由歧化態納米晶NdFeB合金粉末室溫模壓緻密製備高緻密坯料，然後將歧化態緻密坯在室溫下進行包套鐓鍛變形的工藝，揭示了歧化態合金粉末坯塑性變形規律及α-Fe 基體形變織構的形成條件，並分別獲得了緻密度0.9左右的冷壓粉末坯，和具有α-Fe相{110}織構的變形坯。確立了歧化態NdFeB合金變形坯進行脫氫-再結合原位燒結工藝，通過對於歧化態NdFeB合金脫氫-再結合過程的實驗結合數值模擬研究，闡明了歧化態NdFeB合金粉末坯脫氫-再結合反應工藝規律與動力學特徵，揭示了脫氫-再結合過程Nd2Fe14B晶粒的長大規律以及其擇優取向形核長大的必要條件與機理，探討了工藝條件對納米晶NdFeB磁體組織結構與磁性能的影響，揭示了矯頑力與各向異性形成機制，構建了材料製備工藝-微觀組織-磁性能的內在聯繫。在最佳燒結工藝參數為780℃×30min條件下，成功的製備了高緻密的納米晶Nd16Fe76B8三元各向異性磁體，其主磁相Nd2Fe14B晶粒尺寸約為50nm，最佳磁性能達到：Br=0.88T, Hci=676.8kA/m, （BH）max=135.2kJ/m3。 通過本項目研究，確立了一條具有自主智慧財產權的製備高性能納米晶NdFeB各向異性磁性材料的有效工藝途徑，解決相關基礎科學問題，突破關鍵工藝技術難點，掌握了工藝規律，為該工藝的套用奠定基礎。
