关键词：永磁材料;Pr_2Fe_(14)C;高能球磨;歧化反应;正庚烷;机械化学合成
摘 要：本文提出了Pr_2Fe_(14)C永磁材料的一种新的机械化学合成方法,即正庚烷中的高能球磨以及真空热处理,研究了制备技术与永磁性能的关系。具体工作如下:1.将PrFe_5(主要成分为PrFe_(17)和Pr)合金在正庚烷中高能球磨,PrFe_5合金发生了歧化反应,生成了PrH_(2+δ)和α-Fe。随后在真空中从室温加热到850°C,样品在两个温度范围释放出H_2。经过上述真空热处理后,样品中含有软磁的Pr_2Fe_(17)、α-Fe,永磁性的Pr_2Fe_(14)C和无磁性的Pr-C等相,导致磁滞回线在H=0处存在磁矩的下降。H和C原子来源于正庚烷的分解。随着球磨时间的增加,PrFe_(17)相由于歧化反应的进行相对含量逐渐减少,Pr_2Fe_(14)C相相对含量逐渐增多,永磁性能提高。随后α-Fe相含量增加,又导致永磁性能的下降。在球磨4个小时的样品中获得最大的磁能积(BH)max,1.8MGOe。2.在PrFe_5合金中加入部分B元素,显著改善了永磁特性。当B的加入量为PrFe_5B_(0.05)和PrFe_5B_(0.1)时,最佳球磨时间对应的(BH)max为6.9和7.5 MGOe。磁性能的改善源于B的加入促进了永磁的Pr_2Fe_(14)C相的生成,抑制了Pr-C的生成,使得最佳球磨时间的样品中的软磁相含量较低。由于Pr_2Fe_(14)B的磁晶各向异性场小于Pr_2Fe_(14)C的磁晶各向异性场,过多的B元素会导致矫顽力的下降。3.将Pr:Fe的比例增加到1:4,B含量保持在0.05(PrFe_4B_(0.05))。虽然Pr含量的增加增加了无磁性的Pr-C相的相对含量,但进一步降低了最佳球磨时间对应的样品中的软磁相的含量,显著改善了退磁曲线的方形度,磁能积进一步增加到8.5MGOe。
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