燒結(jié)釹鐵硼粉末粒度對(duì)磁性能影響探究

陳文達(dá)

摘 要：隨著電子科技的不斷發(fā)展，具有優(yōu)良磁性能的釹鐵硼得到了廣泛的使用和突飛猛進(jìn)的發(fā)展。近些年來，釹鐵硼的制作工藝受到了眾多學(xué)者的研究和探索，發(fā)現(xiàn)由粉末冶金法燒結(jié)而成的釹鐵硼的磁性受到粉末粒子的大小的重要影響。原始粉末越粗，燒結(jié)釹鐵硼的磁性就越高，在電子設(shè)備中的應(yīng)用性能就越強(qiáng)。本文就原始粉末的粗細(xì)以及原始粉末的均勻程度對(duì)燒結(jié)釹鐵硼磁性能造成的影響進(jìn)行了詳細(xì)的說明與分析，為改進(jìn)燒結(jié)釹鐵硼的磁性能提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)釹鐵硼；粉末粒度；磁性能；影響

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的帶來，越來越多的高科技產(chǎn)品如雨后春筍般陸陸續(xù)續(xù)的出現(xiàn)。釹鐵硼極高的磁能積、矯力性能和高能量密度使得它在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術(shù)應(yīng)用中占有重要地位，它不僅可以使一些電子設(shè)備，例如儀器儀表、電聲電機(jī)等小型化、輕量化和薄型化，還使得相關(guān)電子設(shè)備的性能更加的優(yōu)異。隨著越來越大的研究者、學(xué)者對(duì)燒結(jié)釹鐵硼的深入研究和探索，在“釹鐵硼原始粉末狀態(tài)對(duì)工藝性能的影響”這個(gè)問題上有了新的發(fā)現(xiàn)和突破。

1.實(shí)驗(yàn)材料及方法

首先，根據(jù)需要或是經(jīng)驗(yàn)確定一種試驗(yàn)配方 ，并按比例將釹錠、硼鐵、純鐵棒和鏑錠配置成所需的試料；然后將配料放入有氬氣保護(hù)的真空感應(yīng)爐中進(jìn)行熔煉，并依次進(jìn)行燒鑄成錠，粗破，滾破碎和球磨，選取一部分作為A組配料；再將其余配料放入氮?dú)獗Ｗo(hù)的氣流磨中獲得B組磁粉，并將A組和B組試料按不同的質(zhì)量比例混合在一起形成初步的試驗(yàn)試料a，b，c，d，之后將每組試料經(jīng)過自動(dòng)成型機(jī)進(jìn)行定向成型，并經(jīng)過冷等靜壓后放入充有氬氣的真空感應(yīng)爐中進(jìn)行燒結(jié)和回火處理，最后經(jīng)磨加工處理后通過ATM-3型多功能自動(dòng)永磁測(cè)試儀對(duì)試料的磁性能進(jìn)行檢測(cè)。其中需要注意的是：根據(jù)粉末粒度測(cè)試儀發(fā)現(xiàn)A組配料的粉末粒度的平均值在800 ，均勻性較差，組成初步試驗(yàn)試料a、b、c、d的A組配料與B組磁粉的質(zhì)量比分別是0：10、10：0、10：4和10：6 。試料需在1080℃的環(huán)境中進(jìn)行燒結(jié)在600-900℃中進(jìn)行120-240min的回火處理。

2.實(shí)驗(yàn)操作及結(jié)果分析

經(jīng)過多功能永磁測(cè)試儀的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過同樣燒結(jié)處理的不同樣品的密度以及樣品磁性能是不同，甚至可以說是千差萬別。樣品b中不放入磁粉B放入的配料A最多，粉末粒度最不均勻，經(jīng)燒結(jié)后的樣品密度最低，表現(xiàn)出的磁性能最差。而樣品a中只放入磁粉B不放入粗粉A，使得樣品的粗細(xì)均勻度較好，經(jīng)燒結(jié)表現(xiàn)出的磁性能相對(duì)較高?？梢姡勰┝６冗^大，多晶顆粒密度較大，所需的粗顆粒熔化的溫度提升，燒結(jié)的時(shí)間增長(zhǎng)，所以在同一溫度、同一時(shí)間限度下在真空感應(yīng)爐中進(jìn)行液相燒結(jié)，會(huì)造成燒結(jié)后的磁體密度低、主相和富釹相分布不均勻的狀況，造成磁性能不穩(wěn)地的現(xiàn)象。所以，為在燒結(jié)后獲得具有優(yōu)良磁性能的釹鐵硼，需要對(duì)粉末粒度進(jìn)行嚴(yán)格的把控。

為排除實(shí)驗(yàn)的偶發(fā)性，將上述試驗(yàn)樣品b、c、d放入溫度為1100℃的環(huán)境中進(jìn)行返燒處理并保溫120分鐘后再進(jìn)行磁性能檢測(cè)。各樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都發(fā)生了改變，其中再進(jìn)上述實(shí)驗(yàn)樣品 b、c、d， 把溫度調(diào)整為 1100℃， 進(jìn)行返燒處理，保溫時(shí)間為 120min 。各樣品的測(cè)試結(jié)果均有較大的變化， 樣品 c 和樣品 d 的性能變化最大，它們的剩磁、磁極化強(qiáng)度矯頑力和磁感應(yīng)強(qiáng)度矯頑力等參數(shù)與樣品a接近，雖然樣品b的性能指標(biāo)也有所提高，但并沒有達(dá)到預(yù)期的效果，在某些性能參數(shù)上任有不足?？梢?，對(duì)釹鐵硼粉末進(jìn)行二次返燒處理可以在一定程度上提高釹鐵硼的產(chǎn)品密度和磁性能。

為了進(jìn)一步對(duì)樣品b的磁性能進(jìn)行提高，我們改變實(shí)驗(yàn)樣品b、c、d的返燒溫度，將溫度提升到1120℃進(jìn)行返燒處理。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中我們了解到樣品b的性能指標(biāo)有了大幅度的改變和提高，但再一次提高返燒溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，我們發(fā)現(xiàn)樣品b的性能指標(biāo)不在發(fā)生特別大的變化甚至還有所下降，但樣品c、d仍然有變化。由此我們可以判斷，由于樣品b粉末粒度大的缺點(diǎn)抑制了樣品性能指標(biāo)的提高，導(dǎo)致樣品b的磁性能無法達(dá)到預(yù)定要求。所以，我們可以得到這樣一個(gè)結(jié)論：不同的粉末粒度和不同的燒結(jié)過程會(huì)對(duì)釹鐵硼最后的性能產(chǎn)生影響。

總的來說：樣品b經(jīng)歷了四次燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，由最初的磁性能很低到后期的性能提高，樣品b的最大磁能積發(fā)生了一次又一次的改變。在前三次的燒結(jié)實(shí)驗(yàn)中，樣品b的性能指標(biāo)很明顯是不斷提高的，磁性能不斷得到提高。但最后一次燒結(jié)實(shí)驗(yàn)樣品b的性能指標(biāo)卻下降了，這是因?yàn)榈谒拇螌?shí)驗(yàn)的燒結(jié)溫度過高，損壞了樣品內(nèi)部的晶粒結(jié)構(gòu)，使得樣品的磁通密度降低，磁性能下降?？梢姡禑郎囟鹊拇笮∫矔?huì)對(duì)釹鐵硼的性能造成一定的影響，所以，我們需要在適當(dāng)?shù)臏囟认聦?duì)燒結(jié)釹鐵硼的性能進(jìn)行改善和提高。

結(jié)語

綜上所述，燒結(jié)過程中的每一道工序都會(huì)對(duì)燒結(jié)釹鐵硼的最終性能有一定的影響，尤其是原始粉末的粗細(xì)程度和均勻程度更是直接影響了燒結(jié)釹鐵硼的磁性能。所以，企業(yè)在進(jìn)行釹鐵硼的制造過程中要有這個(gè)理論基礎(chǔ)，對(duì)釹鐵硼粉末進(jìn)行合理的處理，生產(chǎn)出具有優(yōu)異磁性能的釹鐵硼產(chǎn)品。

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