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失,同时有利于磁体的薄型化和轻量化。近几年来许多研究者对NdFeB系永磁体的矫顽力作 了研究(34s)。但三元NFeB系永磁体矫顽力与其显微组织的关系仍然是不清楚。本文的 目的是在TEM观察烧结三元NdFeB系永磁体的显微组织的基础上(B)建立其显微结构模型。 运用微磁学理论对该模型的矫顽力作了计算,并对Nd2Fe14B晶粒与NdFeB永磁体的矫顽力 作了分析与讨论。 本研究所用烧结NdFeB永磁体的材料为Nd1s.sFe7,B,.s,实验方法详见已发表的论 文)。 1 显微结构模型 光学显微镜观察表明烧结Nd15,sFe7,B,,s磁体由四方相Nd2Fe14B、富Nd相和富B相 组成7)。烧结态磁体矫顽力约477kA/m,于580℃回火10mi后磁体矫顽力提高到955kA/m, 约提高1倍。很明显回火前后矫顽力的变化应与磁体显微组织的变化有关,但光学显微镜未 观察到任何变化。TEM观察表明,回火前后Nd,Fe14B晶粒内部几乎没有变化,但观察到4 种类型边界r?,即Nd2Fe14B相与非铁磁性的富Nd相和官B相之间的边界(I型边界)、 Nd2Fe14B晶粒之间的大角度晶界(I型)、Nd2Fe14B品粒之间存在薄层的富Nd相边界(夏 型)和Nd2Fe14B晶粒之间存在厚层富Nd相的边界(W型)。回火前后前8类边界几乎没有 变化,仅是N型边界有变化,很明显回火前后矫顽力的变化与V型边界结构的变化有关。 图1是W型边界的TEM照片。对于成分为Nd:5,sFe7,B,·s磁体,V型边界占绝大部 分。选区电子衍射和AES分析表明,V型边界由边界中央的富Nd相(FCC结构,点阵常数 a=0.52nm,厚度约15~30nm)和Nd,Fe14B晶粒的外延层组成。外延层厚度约40~50nm, 其结构与Nd2Fe14B的相同。和Nd,Fe14B晶粒的晶体完好区相比,它的Nd,O和C的含量较 高,Fe和B含量较低,可能有较多的品体缺陷。图2是根据IV类边界而画出的烧结Ndis,s Fc7,B,·s磁体的显微结构模型。 NdzFe14'B grain -The epitaxial layer of Nd2Fe14B grain Nd-rich phase laver 影n除 图1Nd1,5Fe7?B,5烧结磁体的TEM照片 图2烧结Nd15,5Fc??B7,5磁体的显微结构模型 Fig.1 TEM micrograph of sintered Fig.2 Microstructural model of the Nd1s.5Fc:1.2B7.5magncts sintered Nd1s.5Fcr:Br.5magnets 434失 , 同时 有利于 磁 体的薄型 化和轻量化 。 近几年来许多研究者对 N d F e B系永磁体的矫顽力作 了研 究 〔 3 ’ ` ’ 5 〕 。 但三元 N d F e B 系永磁体矫顽力 与其显微组织 的关 系仍然 是不清楚 。 本文 的 目的 是在 T E M 观察烧结 三元 N d F e B 系永磁体的显微组织的基础上 〔 “ 〕建立 其显微结 构模 型 。 运 用微磁 学 理论对该 模型 的 矫顽 力作 了计算 , 并对 N d Z F e , ; B 晶粒与 N d F e B 永磁体 的 矫顽力 作了分 析与讨 论 。 本研究所 用烧 结 N d F e B 永磁 体的材料 为 N d : 。 . 。 F e 7 7 B , . 。 , 实验 方法详 见 已 发 表 的 论 文 〔 “ “ 。 1 显微结构模型 光学 显微镜 观察表明烧结 N d l 。 . 。 F e : 7 B : . 。 磁 体由四方相 N d Z F e : ; B 、 富 N d相 和 富 B相 组成 〔 7 〕 。 烧 结态 磁 体 矫顽 力约 4 7 k7 A / m , 于 5 80 ℃ 回 火 10 m in 后磁 体矫顽 力提 高到 9 5 5 k A / m , 约 提 高 1 倍 。 很 明显回火 前后 矫顽力的 变化应 与磁体 显微组织 的变 化 有关 , 但 光学显微镜未 观 察到任 何变化 。 T E M 观 察表 明 , 回火前 后 N d : F 。 ; ; B 晶粒 内部 几乎 没 有变 化 , 但观 察到 4 种 类型边 界 〔 ” 〕 , 即 N d Z F e , ; B 相 与非 铁磁 性的富 N d相 和 富B相之 间的 边 界 ( I 型 边 界) 、 N d : F e l ; B 晶 粒之 间的 大角度晶 界( I 型 ) 、 N d : F e : ; B晶粒 之 间存 在薄层的富 N d 相 边 界 ( l 型 ) 和 N d Z F e l ; B 晶粒之 间存 在厚层富 N d相的边界 ( F 型 ) 。 回火前后前 3 类 边 界几乎没 有 变化 , 仅 是 W型边界有变化 , 很明 显回火前后 矫顽力 的变化与 F 型边界结 构 的 变化有关 。 图 1 是 W型 边界的 T E M 照片 。 对于成 分为 N d : 。 . 5 F e 7 7 B 7 . 。磁 体 , F 型边 界 占 绝 大 部 分 。 选区 电子衍 射和 A E S分 析表明 , W型 边界由边界中央的富 N d相 ( F C C 结 构 , 点 阵 常数 a 二 0 . 52 n m , 厚度约 1 5 一 3 o n m ) 和 N d : F e ; ; B晶粒的 外延层组成 。 外延层厚 度约 4 0 ~ s o n m , 其结 构 与 N d Z F 。 , ; B 的相 同 。 和 N d Z F e ; ; B晶 粒的 晶 体完好 区相 比 , 它 的 N d , O 和 C的含量较 高 , F e 和 B 含量 较 低 , 可能 有较多的 晶体缺陷 。 图 2 是根据 F 类边界而 画 出 的 烧结 N d l 。 . 。 F e 7 , B , . 。磁体的 显微结构模型 。 侧犷 e 铸 ’ 日 g r a l n T卜l e e P i t a 入 i a l l a y e r o f Nd Z 「日 24 日 g r a l n Nd 一 r i e h Ph a s e . 飞a 丫e 及 图 1 N d l o . o F e 7 了 B : . 。烧 结磁体 的 T E M 照 片 F 1 9 . 1 T E M m i e r o g r a P h o f s i n t e r e d N d i o . S F e : , . : B 7 . o m a g n e t 、 图 2 烧结 N d l ` . S F e 7 : B 7 . 5磁体 的显微结构模型 F 1 9 . 2 M i e r o s t r u e t u r a l m o d e l o f t h e 5 1 n t o r e d N d l s . S F e 7 了 B : . o m a g n e t 冬 4 3 4
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