无机绝缘材料掺杂对热压钕铁硼磁体结构和性能的影响

来源 :河北工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tao009
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热压热变形NdFeB磁体在大动力永磁电机等旋转电力设备服役过程中,因其电阻率低,热稳定性差,使其在服役过程中会产生涡流损耗,降低电机性能。因此,为了解决热变形钕铁硼磁体在电机服役中所出现的一系列问题,核心技术就是提高NdFeB磁体作为转子时自身的电阻率,从而降低涡流损耗。本文通过选用不同无机绝缘粉末(两种氮化物,一种氟化物)掺杂,制备热压热变形NdFeB磁体,分别探究其对热压磁体致密性,热变形磁体磁性能及电阻率的影响,并利用三维仿真技术对NdFeB压坯热变形过程进行模拟,通过对流动应力及破坏系数等分析,探究NdFeB磁体均匀性变化规律,使最终制备出的热变形NdFeB永磁体的电阻率有所提高且能同时兼具较好的磁性能。主要实验内容及结论如下:(1)基于Deform 3D软件仿真模拟不同加热温度对热变形NdFeB磁体破坏系数及应力分布等因素的影响,并根据模拟结果进行实验优化。模拟结果表明:加热温度为850℃时,磁体内部的流动应力分布最好,磁体表面周边易发生应力集中,且磁体侧面与工件接触部分破坏风险较大,应注意避免。(2)掺杂氮化物后热压NdFeB磁体的致密性会随氮化物掺杂量增加而降低,但在w(Zr N)为1%时,由于Zr N颗粒含量较少,能很好地填充磁体内部的孔隙,此时相对未掺杂磁体密度为1.01;氮化物的掺杂还会引起热变形NdFeB的磁性能下降明显,其中Al N粉末掺杂更为严重,热变形NdFeB磁体的中心位置磁性能最好,沿径向逐渐降低,并且氮化物的掺杂还会加剧热变形NdFeB磁体不同区域磁性能的不均匀性;磁体的电阻率均有所提高,提升范围在8.7%-52.%,幅度较小。(3)随着SmF3的添加,虽然磁性能有所减小,但减小趋势较为平缓。由于氟化物本身的化学性质较为稳定,XRD图谱也未显示出其他合金相,并且样品的电阻率提升也非常明显,掺杂w(Sm F3)为1%时磁体的电阻率为850μ?·cm,电阻率相较提升了两倍多,同时具备较好的各向异性,整体符合实验预期,兼具高电阻率及良好的磁性能。
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