D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.05.040 第21卷第5期 北京科技大学学报 VoL21 No.5 1999年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.1999 HDDR各向异性NdFeB磁粉的粒度效应 和表面缺陷层模型 刘旭波 肖耀福 张正义 裘宝琴 王 润 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要研究了HDDR各向异性NdFeB磁粉的粒度效应，发现尽管其粒度效应较低而适合制 备粘结磁体，但比快淬NdFeB磁粉的粒度效应显著.在此基础上提出了表面缺陷层模型，即把 磁粉颗粒从外表面到内部分成表面缺限层、过渡层和本体部分，磁粉磁性是各自磁性的叠加. 关键词HDDR:NdFeB:粒度效应：表面缺陷层模型 分类号TG132.2:TM237:0482.5 HDDR各向异性NdFeB是利用氢化一歧化 实验室按照下述方法制备：名义成分为Nd,Fea 一脱氢一复合工艺(Hydrogenation-一Decomposi-- Co:B5gZro:的母合金在1100℃均匀化处理16h tion一Desorption-一Recombination简称HDDR工 后破碎为低于40目的粉末，并在850℃吸氢2h 艺)制备的NdFeB磁粉；再与环氧树脂或尼龙等 和脱氢处理1h,获得研究使用的磁粉.对比研 粘结剂混练并利用模压或注射成型技术获得相 究使用的快淬NdFeB磁粉为MQP-D磁粉；对比 应的粘结磁体四. 研究使用的烧结NdFeB磁粉的原烧结磁体的成 粒度效应是磁粉的磁性能对粒度的敏感程 分为Nd1FeCo1B,Al,矫顽力为800kAWm.磁粉 度.磁粉的粒度效应越不显著即磁性能对粒度 矫顽力的测量在CL型直流磁特性仪上进行，其 越不敏感，则越适合制备粘结永磁，对于稀土粘 样品制备是利用质量分数50%的磁粉和50% 结永磁，主要是制造模压磁体，按照粉末冶金的 的环氧树脂混合并在2T的静磁场中固化成型. 成型理论，使用一定粒度范围内的磁粉才有利 每个磁粉颗粒基本上是孤立的，可忽略它们之 于成型和提高磁体密度.因此，要求磁粉具有一 间的相互作用， 定的粒度分布并在此范围内磁性能尽量一致. 如果一种磁粉要求颗粒尺寸很大才具有良好的 2结果与讨论 磁性能，如烧结NdFeB破碎磁粉，或者颗粒尺 寸很小才具有良好的磁性能，如SmFeN等材料， 2.1HDDR各向异性NdFeB磁粉的粒度效应 对于稀土永磁材料而言，主要关心矫顽力 则不属于制备粘结磁体的良好磁粉.因此，研究 随粒度的变化即磁硬化对粒度的敏感程度.表 粘结永磁所用磁粉的粒度效应具有重要的意 I表示烧结NdFeB、快淬NdFeB和HDDR各向 义 异性NdFeB的粒度效应. 近年来，本研究组围绕HDDR NdFeB材料 表1的结果表明：(1)烧结钕铁硼由于粒度 进行了一些工作.在这里主要报道HDDR各 效应太显著，当破碎到亚毫米以下时，磁性能损 向异性NdFeB磁粉的粒度效应，以及解释这种 失太大而不适合做为永磁材料：(2)HDDR钕铁 效应的磁粉表面缺陷层模型， 硼和快淬钕铁硼具有稳定的、较低的粒度效应， 1实验方法 在适合制备粘结钕铁硼的粒度范围 (0.2-0.074mm)内，矫顽力几乎不变化：(3)相比 研究用HDDR各向异性NdFeB磁粉，在本 较而言，快淬钕铁硼比HDDR钕铁硼的粒度效 1999-01-12收稿刘旭波男，29岁，1程师，博士生 应更弱，这同它们的矫顽力机理不同有关：(4)当 ·国家“863"高科技项日(N0.Z37-02)第 21 卷 第 5 期 1 9 9 9 年 10 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i ty o f S c i e n c e a n d Te e h n o l o gy B e ij i n g V 6 1 一 2 1 O C t . N O 一 5 1 9 9 9 H D D R 各 向异 , I生 N d F e B 磁 粉 的粒 度 效应 和 表 面 缺 陷层 模 型 刘 旭 波 肖耀 福 张正 义 裘 宝 琴 王 润 北京 科技 大学 材料 科学 与工 程学 院 , 北京 10 0 0 8 3 摘 要 研 究 了 H D D R 各 向异性 N d eF B 磁粉 的粒 度 效应 , 发现尽 管其 粒度 效 应较 低而适 合制 备 粘 结磁体 , 但 比 快淬 N d eF B 磁 粉 的粒 度效 应显 著 . 在此基 础 上提 出 了表面缺 陷层 模型 , 即把 磁粉 颗 粒从 外表 面到 内部 分成 表 面缺 限层 、 过渡层 和 本体 部分 , 磁粉 磁性 是各 自磁 性 的叠加 . 关键 词 H D D R : N d eF B ; 粒 度 效应 : 表 面缺 陷层模 型 分 类号 T G 132 . 2 : T M 2 3 7 ;0 4 82 . 5 H D D R 各 向异 性 N dF e B 是 利用 氢化一歧化 一脱氢一复合 工 艺 ( H y dr o g e n a t i o n一D e e o m p o s i - t i o l l一D e s o 印t i o n 一Re e o m b i n at i o n 简称 H D D R 工 艺 )制 备的 N dF e B 磁粉 ; 再 与环氧树脂 或 尼 龙 等 粘结剂混练并 利 用 模压或注 射 成 型 技术获 得相 应 的粘结磁体 〔`】 . 粒度 效应 是磁粉 的磁性能对 粒度 的 敏感程 度 . 磁粉 的粒 度效应 越不 显 著 即磁 性能 对 粒度 越不敏感 , 则越适合制备粘结永磁 . 对于 稀土粘 结永磁 , 主 要 是 制造模压 磁体 . 按 照 粉末冶金 的 成 型理论 , 使用一 定粒度范 围 内的磁粉 才有利 于 成 型和 提 高磁体 密度 . 因此 , 要 求磁粉具 有一 定 的 粒度 分布 并在 此范 围 内磁性 能尽量 一 致 . 如果 一 种磁粉 要 求颗粒尺 寸很大才具 有 良好 的 磁性 能 , 如烧结 N dF e B 破碎磁粉 , 或者 颗粒尺 寸很小才具 有 良好的磁性 能 , 如 S m Fe N 等材料 , 则不 属于 制备粘 结磁 体的 良好 磁粉 . 因此 , 研究 粘 结 永磁 所用 磁 粉 的粒 度 效应 具 有重 要 的意 义 . 近 年来 , 本研 究组 围绕 H D D R N dF e B 材料 进 行 了一 些工 作 〔圳 . 在这里 主 要 报道 H D D R 各 向异 性 N dF e B 磁粉 的 粒度 效应 , 以及解 释这种 效应 的磁粉表 面 缺 陷层 模型 . 实验室 按照 下 述 方法制备: 名 义成 分为N dls eF b` C o l l ; B S月 Z or , 的母合 金 在 1 10 0 oC 均 匀化处 理 16 h 后 破 碎为 低于 40 目的粉末 , 并在 8 50 ℃ 吸 氢 Z h 和 脱氢处 理 l h , 获得研究使用 的磁粉 . 对 比研 究使用 的快 淬 N dF e B 磁粉为 M QP 一 D 磁粉 ; 对 比 研 究使用 的烧 结N dF e B 磁粉的原烧结磁体的成 分 为 N d 1 5 F e , 【 C o l l B : A l l , 矫顽力为 8 0 0 k A /m , 磁 粉 矫 顽力的测量在 C L 型直流磁特性仪上进行 , 其 样 品 制备 是 利用质 量分数 50 % 的磁粉 和 50 % 的环氧树脂混合并在 Z T 的静磁场 中固化成型 . 每 个磁粉颗粒基本上 是孤立 的 , 可 忽 略它们 之 间 的相 互作用 . 1 实验 方法 研究用 H D D R 各 向异 性 N d eF B 磁 粉 , 在本 19 9 一 01 · 12 收稿 刘 旭波 男 , 29 岁 , 工 程 师 , 博士 生 * 国家 ’ · 8 63 ” 高科 技项 目 (N o . 2 37 一 0 2) 2 结果 与讨 论 2 . 1 H D D R 各 向 异性 N d F e B 磁粉 的 粒度效 应 对 于 稀土 永磁材 料而言 , 主 要 关心矫顽 力 随粒度 的变化 即磁 硬化对粒度 的敏感 程度 . 表 l 表 示烧结 N d Fe B 、 快淬 N dF e B 和 H D D R 各 向 异性 N d eF B 的粒 度效应 . 表 1 的 结果 表 明 : ( 1) 烧 结钦 铁硼 由于 粒度 效应太显 著 , 当破碎到 亚 毫米 以下 时 , 磁性能损 失 太 大 而 不 适合 做 为 永磁材料 ; ( 2) H D D R 钱铁 硼 和 快淬 钦铁硼 具 有稳定 的 、 较低 的粒度效应 , 在 适 合 制 备 粘 结 钦 铁 硼 的 粒 度 范 围 ( 0 . 2一 0 . 0 7 4 m ) 内 , 矫顽力几 乎不 变化 ; ( 3 )相 比 较 而 言 , 快淬钦铁硼 比 H D D R 钦 铁硼 的粒度 效 应更 弱 , 这 同它 们 的矫 顽力机理 不 同有关 ; ( 4) 当 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1999. 05. 040