热变形1:12型块体Sm-Fe-Ti纳米晶永磁体的微结构与磁性能研究
随着全球温室效应的加剧，社会需要绿色技术的发展以至于能够减少或避免CO2气体的排放，实现“双碳”目标。因此，需要开发出高效节能的发电机和电动机以实现绿色、节能环保的目的。为了实现发电机和电动机的高效节能，高性能的永磁材料必不可少。尽管目前已有性能优异的NdFeB稀土永磁材料作为绿色技术的核心材料支撑，但由于NdFeB稀土永磁材料具有较低的居里温度，使其很难满足发电机和电动机在工作温度150℃左右的正常运行。基于这种现实情况，需要开发出一种高温磁性能优于NdFeB磁体的永磁材料来满足各绿色科技的需求。 ThMn12晶体结构的RFe12(R为稀土元素，一般为Sm)基化合物由于其含有最低的稀土元素且具有优异的内禀磁性能，是一种有潜力满足当前绿色技术发展的永磁材料。但是其相不稳定以及内禀矫顽力(μ0Hc)较低阻碍了RFe12永磁材料的发展与应用。因此，对于RFe12型稀土永磁材料来说还需要更多的研究。本论文采用熔体快淬技术制备SmFe11Ti条带，通过调控工艺参数获得了性能最优的样品。利用数值模拟软件对不同温度下SmFe11Ti的制备过程进行仿真模拟，为后续的热变形实验提供指导。之后以条带为前驱物，通过热变形技术制备了SmFe11Ti块状磁体，测试块体的性能与微结构。探究制备1∶12型Sm-Fe-Ti永磁体的最佳热变形工艺。结论如下： （1）通过工艺参数调控，获得SmFe11Ti条带的最佳制备工艺，熔融温度为1200℃，最佳铜辊转速为20m/s，喷嘴距离铜辊高度为1mm，喷射压差为0.05MPa。该条件下制备出的条带具有各向异性，矫顽力能达到5.251kOe，最大磁能积(BH)max为6.179MGOe。 （2）基于Deform3D软件，对SmFe11Ti磁体的热变形过程进行了模拟分析。结果表明，采用双向加压的方式制备出的磁体更致密，温度为700℃时磁体内部的等效应变分布最为均匀。 （3）使用工艺参数为熔融温度1300℃，铜辊转速20m/s，喷嘴距离铜辊高度1mm，喷射压差0.05MPa的条带来进行热变形得到了综合磁性能较高的SmFe11Ti块状磁体。通过优化热变形工艺，最终得到了最大磁能积(BH)max为3.732MGOe，剩磁为8.102kGs的热变形SmFe11Ti块状磁体。
稀土永磁材料;熔体快淬;数值模拟;磁性能;热变形
河北工程大学
硕士
材料与化工
黄光伟;武常生
2022
中文
TM273
2023-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）