76 北京科技大学学报 第31卷 可观察到105晶面衍射峰的存在，原因可能是部分 方法有关，本实验x=0样品，即Nd2Fe14B的粉末取 粉末颗粒的c轴没有完全转动到与磁场平行的方向 向的HA值仅4960kAm,虽然偏低一些，但仍处 上，而是其c轴仅转动到与取向磁场方向约成 于NdFe14B化合物的HA值范围之内.当x=0.5, 15.5的位置上3]. 1.5和2.5时，随着Dy含量的增加，HA是线性增 2,2粉末取向合金各向异性场的测定 加，规律性明显， 图3是采用VSM测量仪，测量x=0,0.5,1.5 和2.5粉末经取向固结的样品，其取向方向平行 3讨论 (∥c)与垂直（⊥c)外场时的磁化曲线.测量时的最 从图3和图4中的数据可以看出，当Dy原子分 大磁场为1600kAm1.图中虚线为测量曲线的延 数由0增至0.5%时，材料的各向异性场从4960kA· 长线，把∥c与⊥c磁化曲线的交点对应的磁场强 m1增至6900kAm-1,上升了近40%.与Ma等报 度近似地看作各向异性场. 道的数据相比，有了很大幅度的提高.可见，Dy的 添加大幅度改善了NdFeB材料的磁晶各向异性， =25 可以推断，其各向异性场的大幅度增值不仅由于 Dy2Fel4B的各向异性场大于Nd2Fel4B的，很有可能 当Dy进入Nd2Fe14B基体时，改善了材料的微观组 =1.5 织结构，使材料矫顽力进一步提高， 虽然对NdFe14B化合物各向异性场Ha测量 .V)D 8 6 结果的分散性较大，但多数实验结果表明，NdFe14B 0.5 的HA约为5600kAm-1[2;而Dy2Fe14B的各向异 性场为12600kAm-1,由于NdzFe14B和Dy2Fe14B 在固态是完全互溶的，在NdFB系合金中，用Dy部 x=0 分取代Nd,随Dy含量的增加，合金的HA是会增加 10002000300040005000600070008000 的.按照叠加原理，每1%的Dy取代Nd,合金的 H/(kAm) HA可提高70kAm-1.本实验结果表明，当x由 图3取向固结的样品其取向方向平行（∥c)与垂直（⊥c)外场 0.5增加到2.5时，合金的HA由6900kAm1增 时的磁化曲线 Fig.3 Initial magnetization curves of the bonded sample parallel( 加到7500kAm-1,说明每增加1%（原子分数）的 c)and perpendicular (Lc)to the applied field Dy,合金的HA可提高200~300kAm1,比叠加原 理计算的结果高得多， 测量结果如图4所示，x=0,0.5,1.5和2.5合 不论如何，在Nd2Fe14B中，用Dy部分取代Nd, 金的各向异性场HA分别为4960,6900,7100和 7500kAm-1.NdFe14B的HA值范围较宽，约在 Dy原子进入了Nd2Fe14B晶格，占据了Nd原子的相 2400和5600kAm-1之间.这与样品的制造和测量 应位置，导致(Nd,Dy)2Fe14B合金各向异性场HA 的提高，并且提高的速度比文献[2]报道中的要快， 7500 500 其原因可能是本实验合金的稀土原子分数仅为 7000 7100 12.3%,扣除治炼时稀土量的烧损，其富稀土相的数 6900 量很少，Ma等山的实验合金的稀土原子分数为 15%,合金中的稀土相体积分数比本实验高许多，所 6000 添加的Dy进入2：14：1相和富稀土相的比例很可 5500 能不同，假如进入富稀土相的比例数较高，而进入 5000 .4960 2:14:1相的比例数较低（即分配系数不同）：则在含 0.5 1.01.5 2.0 有较高稀土金属的合金中，添加相同数量的Dy,将 Dy原子分数% 使合金的HA提高得少些，这种可能是存在的，因 图4粉末取向样品的各向异性场随Dy含量的关系 为NdDy二元相图中显示它们完全互溶，说明对于 Fig.4 Relation of the magnetic anisotropic field of the aligned sam- 2:14:1合金，用Dy部分取代Nd,可以更有效地提 ple with Dy content 高矫顽力可观察到105晶面衍射峰的存在‚原因可能是部分 粉末颗粒的 c 轴没有完全转动到与磁场平行的方向 上‚而是其 c 轴仅转动到与取向磁场方向约成 15∙5°的位置上［13］． 2∙2 粉末取向合金各向异性场的测定 图3是采用 VSM 测量仪‚测量 x＝0‚0∙5‚1∙5 和2∙5粉末经取向固结的样品‚其取向方向平行 （∥c）与垂直（⊥c）外场时的磁化曲线．测量时的最 大磁场为1600kA·m －1．图中虚线为测量曲线的延 长线‚把∥c 与⊥ c 磁化曲线的交点对应的磁场强 度近似地看作各向异性场［4］． 图3 取向固结的样品其取向方向平行（∥ c）与垂直（⊥ c）外场 时的磁化曲线 Fig．3 Initial magnetization curves of the bonded sample parallel （∥ c） and perpendicular （⊥c） to the applied field 图4 粉末取向样品的各向异性场随 Dy 含量的关系 Fig．4 Relation of the magnetic anisotropic field of the aligned sam￾ple with Dy content 测量结果如图4所示‚x＝0‚0∙5‚1∙5和2∙5合 金的各向异性场 HA 分别为4960‚6900‚7100和 7500kA·m －1．Nd2Fe14B 的 HA 值范围较宽‚约在 2400和5600kA·m －1之间．这与样品的制造和测量 方法有关．本实验 x＝0样品‚即Nd2Fe14B的粉末取 向的 HA 值仅4960kA·m －1‚虽然偏低一些‚但仍处 于Nd2Fe14B化合物的 HA 值范围之内．当 x＝0∙5‚ 1∙5和2∙5时‚随着 Dy 含量的增加‚HA 是线性增 加‚规律性明显． 3 讨论 从图3和图4中的数据可以看出‚当 Dy 原子分 数由0增至0∙5％时‚材料的各向异性场从4960kA· m －1增至6900kA·m －1‚上升了近40％．与 Ma 等报 道的数据相比‚有了很大幅度的提高．可见‚Dy 的 添加大幅度改善了 NdFeB 材料的磁晶各向异性． 可以推断‚其各向异性场的大幅度增值不仅由于 Dy2Fe14B 的各向异性场大于 Nd2Fe14B 的‚很有可能 当 Dy 进入 Nd2Fe14B 基体时‚改善了材料的微观组 织结构‚使材料矫顽力进一步提高． 虽然对 Nd2Fe14B 化合物各向异性场 HA 测量 结果的分散性较大‚但多数实验结果表明‚Nd2Fe14B 的 HA 约为5600kA·m －1［12］；而 Dy2Fe14B 的各向异 性场为12600kA·m －1．由于 Nd2Fe14B 和 Dy2Fe14B 在固态是完全互溶的‚在 NdFeB 系合金中‚用 Dy 部 分取代 Nd‚随 Dy 含量的增加‚合金的 HA 是会增加 的．按照叠加原理‚每1％的 Dy 取代 Nd‚合金的 HA 可提高70kA·m －1．本实验结果表明‚当 x 由 0∙5增加到2∙5时‚合金的 HA 由6900kA·m －1增 加到7500kA·m －1‚说明每增加1％（原子分数）的 Dy‚合金的 HA 可提高200～300kA·m －1‚比叠加原 理计算的结果高得多． 不论如何‚在 Nd2Fe14B 中‚用 Dy 部分取代 Nd‚ Dy 原子进入了 Nd2Fe14B 晶格‚占据了 Nd 原子的相 应位置‚导致（Nd‚Dy）2Fe14B 合金各向异性场 HA 的提高‚并且提高的速度比文献［2］报道中的要快． 其原因可能是本实验合金的稀土原子分数仅为 12∙3％‚扣除冶炼时稀土量的烧损‚其富稀土相的数 量很少．Ma 等［11］ 的实验合金的稀土原子分数为 15％‚合金中的稀土相体积分数比本实验高许多‚所 添加的 Dy 进入2∶14∶1相和富稀土相的比例很可 能不同．假如进入富稀土相的比例数较高‚而进入 2∶14∶1相的比例数较低（即分配系数不同）；则在含 有较高稀土金属的合金中‚添加相同数量的 Dy‚将 使合金的 HA 提高得少些．这种可能是存在的．因 为 Nd－Dy 二元相图中显示它们完全互溶‚说明对于 2∶14∶1合金‚用 Dy 部分取代 Nd‚可以更有效地提 高矫顽力． ·76· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷