镝氢化物添加制备高矫顽力NdFeB稀土永磁材料的基础研究

我国是稀土资源大国，合理和有效利用稀土资源具有特别重要的现实意义。以NdFeB为代表的稀土永磁具有最高的磁能量密度，任何需要高效将机械和电能互相转换的地方，它都是首选或必备的能量转换材料。尽管稀土永磁材料具有最优越的磁性能，但它却有严重的弱点- - 较差的热稳定性。服役过程中易退化为工业废品。本项目拟在氢环境下对NdFeB系永磁体进行高磁晶各向异性场Dysprosium hydride 纳微粉体掺杂并采用HD（氢爆）和HDDR（氢歧化反应）、磁场和温度场协同作用，对制备主要技术瓶颈-镝氢化物添加制备高矫顽力稀土永磁进行精细显微结构与性能调控基础研究，为我国在突破稀土永磁工业主要技术瓶颈领域提供关键技术保障。

在现代社会生活中，特别是在一些至关重要和长期可持续发展的问题上，钕铁硼稀土永磁体扮演着越来越重要的角色。例如，由于这种强磁性永磁体有着极大的磁能量密度(BH)max以及较高的矫顽力，清洁能源产业需要大量钕铁硼稀土永磁材料。然而，在近年来受到各界重视的混合动力以及电动汽车的发动机上使用的稀土永磁材料需要具有很高的矫顽力，从而补偿其在高温下使用时的磁性能的降低，因此，需要进一步提高其矫顽力和温度稳定性以满足这些应用的高要求。. 研究与生产上均已采用多种方法来提高钕铁硼磁体的磁性能，如改善速凝(SC)、氢破等工艺，利用晶界扩散、添加Dy、Tb金属或含Dy、Tb的合金化合物等方法。许多研究都取得了较好的成果，但为了在提高其矫顽力的同时，减少昂贵重稀土金属Dy、Tb的用量以及提高其稳定性，还需要作出进一步的努力。. 本研究制备了名义成分为 (Nd0.8Pr0.2)30.7FebalB.98Cu0.2 的磁粉，设计了低熔点合金Dy85Ni15，通过晶界扩散的方法研究了Dy85Ni15对磁体磁性能的影响。磁体矫顽力得到显著提高，由10.99kOe (875kA/m) 提高到15.54kOe (1237kA/m)，剩磁略微降低，然而，随着扩散时间的延长，剩磁出现回升的趋势。. 研究了Dy的吸-放氢现象，发现DyH3的完全分解温度约为735℃。制备了名义成分为Nd13.5Fe79.75B6.75的磁粉，通过晶界添加的方法将低分解温度DyH3与磁粉充分混合，制成粗坯，并经烧结及回火处理后得到烧结磁体。研究了DyH3添加对钕铁硼磁体磁性能及微观结构的影响，当其含量提高到4wt.%时，磁体矫顽力由未添加时的5.5kOe (440kA/m)增大到16.3kOe (1300kA/m)。SEM观察表明，晶粒中形成了明显的“核壳”结构，且晶界结构得到改善。. 设计并熔炼低熔点合金Dy85Ni15,制备成微粉后通过晶界添加的方法将其与名义成分为 (Nd0.8Pr0.2)30.7FebalB0.98Cu0.2 的磁粉充分混合，系统研究了晶界添加低熔点Dy85Ni15合金对钕铁硼磁性能和微结构的影响，探究了较适宜的添加量与烧结温度，并研究了添加量对磁体温度稳定性的影响。当Dy85Ni15含量从0变化到4 wt.%时，磁体矫顽力Hcj从11.0kOe 增加到15.6kOe