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摘 要

本文首先对稀土永磁材料的定义、意义、研究重点，研究状况和表征永磁材料性能的磁学参量以及本文研究重点矫顽力机制进行了介绍；并介绍了一些相关的实验原理与理论；然后介绍了稀土永磁材料制备的工艺流程以及主要技术路线，并论述了关键制备工艺的优化及二级脱氢工艺。而后继续探讨了晶界改性技术提高矫顽力，也就是本文要谈到的扩散法，随后谈到渗透法对于矫顽力的研究。最后讲述了改良工艺和新方法与传统以及国外水平的比较。

本文研究中，经优化工艺得到了低重稀土高矫顽力/高稳定性的永磁体。

关键词：稀土永磁 永磁体 扩散 渗透 高矫顽力 高稳定性

Study on Improving the Coercivity of Rare Earth permanent magnet by Diffusion-Penetration

Abstract

In this paper, the definition, significance, research focus, research status and magnetic parameters of permanent magnet materials and the key coercivity mechanism of this paper are introduced. The related experimental principles and theories are introduced. Then the process flow and main technical route of rare earth permanent magnet material preparation are introduced, and the optimization of key preparation process and secondary dehydrogenation process are discussed. Then continue to explore the grain boundary modification technology to improve the coercivity, which is the diffusion method to be discussed in this article, and then talk about the study of coercivity by the infiltration method. Finally, a comparison of improved processes and new methods with traditions and foreign levels is presented.

In this paper, the permanent magnet with Low content of heavy rare earth elements and high coercive force / high stability was obtained by optimizing the process.

Keywords : Rare earth permanent magnet;Permanent magnet;diffusion；penetration;High coercive force;High stability;

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 稀土永磁材料 1

1.2 永磁材料的衡量指标 2

1.2.1 最大磁能积 2

1.2.2 剩余磁感应强度 3

1.2.3 矫顽力 4

1.2.4 稳定性 4

1.3 提高永磁体的性能 5

1.3.1如何提高材料的剩磁 5

1.3.2 提高矫顽力的主要方法 6

1.3.3对于材料的矫顽力的机制与提高 7

1.4 本课题的研究目的和主要内容 10

第二章 实验方案 12

2. 1实验及工艺方案方法 12

2.1.1稀土永磁材料制备主要技术路线 12

2.2关键制备工艺优化 13

2.2.1 两步脱氢工艺 13

2.3 晶界扩散与矫顽力的研究 16

2.3.1 晶界扩散处理Nd-Fe-B磁体的矫顽力 16

2.4渗透、渗镝法对矫顽力提高的研究 20

2.4.1 渗镝工艺对矫顽力影响 20

第三章 改良后与传统技术的比较 24

3.1速凝铸片技术 24

3.2 晶界扩散技术 26

第四章 结论与展望 28

4.1总结 28

4.2 展望 29

参考文献 30

致谢 34

第一章 绪论

稀土永磁材料

稀土元素一开始被人们所发现时，因为其在当时比较稀少的矿物中所发现，得以一个”稀”字，而“土”字是因为在当时人们习惯性的观念认为这些元素不溶于水，便将稀土元素的材料称为稀土材料。

磁学是一门非常古老的学科，对于磁学的研究历史悠久，在时代与科技的飞速发展的今天，对于磁性材料的研究显得十分的必要，而永磁材料是如今磁性材料的一颗闪亮的星。

因为有些磁性材料的磁学性能很好，比如去掉外加磁场后，还留着与原有磁化下的磁场差不多的磁场强度，而且磁性强度衰减并不显著，这一类磁性材料我们称之为永磁材料，当然我们现在也知道，它们具有较高的矫顽力和最大磁能积。【1】

而对于两者的合体——稀土永磁材料更是让许多研究者花费很多时间和精力在这上面，

图 1 永磁材料所占稀土材料应用比例

由图1可以知道，稀土材料应用方向诺多，涉及农业，工业，商业，尤其是在新能源，新材料发展迅速的当下，稀土永磁材料的份额是举足轻重的，近三成是要用到永磁材料的。这也是本文所要谈论的主角——稀土永磁材料。

永磁材料的衡量指标

对于永磁材料我们常用一些磁学参量去衡量或者说是这个材料的性能怎么样，比如剩余磁感应强度、最大磁能积、以及现如今在永磁材料方面比较受科研人员关注的矫顽力，因为这关系到一个磁体的稳定性程度。

这便让我们去寻找或是鉴定一个磁体的磁学性能如何，下文介绍这些表征磁体磁学性能的磁性参量。

1.2.1 最大磁能积

磁体储多少能是一个让我们较为关注的磁性参量，由公式1.5以及磁体储能的定义知，磁体的磁能大小是有磁感应强度B与内禀矫顽力的乘积的大小来决定。最大磁能积是表示一个永磁体在单位空间下最大磁能量，一般我们通常将最大磁能积表征空间下永磁体储能能力。主要是由磁感应强度B与磁体内部的磁场强度H的乘积。

图 2 退磁曲线与最大磁能积(BH)max【1】

图2表示退磁曲线和这曲线对应的和的乘积曲线。图2表示，我们通常在工艺上去确定一个永磁体的最大磁能积使用矩形对角线与退磁曲线的交点来表征。这个矩形是在磁感应强度为零时磁体内部的磁场强度H的数值为一边长，将磁体内部的磁场强度H为零时的磁感应强度B的素质为另一边边长。这样所构成的矩形，对于确定一个磁体的最大磁能密度更为效率，且误差并不大，和定义方法得到的数值差不多。

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