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钐铁氮的扩散法制备、结构和磁性

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1 引言

1.1 永磁材料及其发展历程简述

1.2 稀土永磁材料的发展历程

1.3 Sm-Fe-N的制备方法概述

1.4 本论文的研究目的和主要内容

2 实验方法和过程

2.1 实验方法

2.2实验流程

2.3 实验原料和设备

2.4分析测试方法和仪器

3 高温扩散法制备Sm-Fe二元合金

3.1 高温扩散法简介

3.2 不同温度对制备Sm-Fe二元合金的影响

3.3 不同成分对制备Sm-Fe二元合金的影响

3.4 本章小结

4 高气压氮化制备Sm-Fe-N磁粉

4.1 高气压热处理装置简介

4.2 不同气压对制备Sm-Fe-N磁粉的影响

4.3 不同温度对制备Sm-Fe-N磁粉的影响

4.4 本章小结

5 表面活性剂辅助球磨及闪热处理Sm-Fe-N

5.1 表面活性剂辅助球磨(SABM)简介

5.2 闪热处理技术简介

5.3 SABM对Sm-Fe-N磁粉形貌及磁性能的影响

5.4 闪热处理对Sm-Fe-N磁粉结构的影响

5.5 本章小结

6 密封还原扩散过程中Sm2Fe17的间隙原子

6.1 实验现象

6.2 实验设计和验证

6.3 本章小结

7 结论、创新点和需要解决的问题

7.1 结论

7.2 主要创新点

7.3 需要解决的问题及方案

参考文献

作者简历

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摘要

钐铁氮具有比钕铁硼更高的居里温度、更大的磁晶各向异性场、更好的耐腐蚀性,及与之相当的其他磁性能,而被誉为很有发展前途的新型稀土永磁材料。本论文利用高温扩散法制备了Sm2Fe17二元合金,使用高气压氮气氮化获得了Sm2Fe17N3磁粉。借助于XRD、SEM、VSM等分析测试手段,研究了氮气压、氮化温度对Sm2Fe17N3磁粉的结构和磁性能的影响、研究了表面活性剂辅助球磨和闪热处理对Sm-Fe-N结构和磁性能的影响、发现封闭环境下还原扩散法制备Sm-Fe合金时有杂质原子进入间隙位置。
  利用高温扩散法制备的Sm2Fe17二元合金的纯度主要取决于原料的配比,其最佳名义原子配比为Sm:Fe=3:17,在合适的扩散温度1347~1423K下,可以获得XRD图谱为纯Sm2Fe17相的二元合金。
  使用高气压氮化制备钐铁氮可以减少α-Fe相析出,高气压加上合适的温度可以获得较好的氮化效果,制备了纯度较高的Sm2Fe17N3磁粉。
  利用表面活性剂辅助球磨技术可以提高Sm-Fe-N磁粉的磁性能,球磨16h后颗粒尺寸为1μm左右,颗粒趋向于薄片化,磁粉的内禀矫顽力HCJ为0.954MA/m,比饱和磁化强度σS为132Am2/kg。闪热处理后Sm-Fe-N分解严重。
  与常规Ar气流环境还原扩散法制备Sm2Fe17合金不同,封闭环境下还原扩散法制备的Sm2Fe17合金含有间隙原子,实验分析认为间隙原子可能为氧原子。

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