烧结钕铁硼粉末粒度对磁性能影响探究

陈文达

摘 要：随着电子科技的不断发展，具有优良磁性能的钕铁硼得到了广泛的使用和突飞猛进的发展。近些年来，钕铁硼的制作工艺受到了众多学者的研究和探索，发现由粉末冶金法烧结而成的钕铁硼的磁性受到粉末粒子的大小的重要影响。原始粉末越粗，烧结钕铁硼的磁性就越高，在电子设备中的应用性能就越强。本文就原始粉末的粗细以及原始粉末的均匀程度对烧结钕铁硼磁性能造成的影响进行了详细的说明与分析，为改进烧结钕铁硼的磁性能提供理论依据。

关键词：烧结钕铁硼；粉末粒度；磁性能；影响

随着互联网时代的带来，越来越多的高科技产品如雨后春笋般陆陆续续的出现。钕铁硼极高的磁能积、矫力性能和高能量密度使得它在现代工业和电子技术应用中占有重要地位，它不仅可以使一些电子设备，例如仪器仪表、电声电机等小型化、轻量化和薄型化，还使得相关电子设备的性能更加的优异。随着越来越大的研究者、学者对烧结钕铁硼的深入研究和探索，在“钕铁硼原始粉末状态对工艺性能的影响”这个问题上有了新的发现和突破。

1.实验材料及方法

首先，根据需要或是经验确定一种试验配方 ，并按比例将钕锭、硼铁、纯铁棒和镝锭配置成所需的试料；然后将配料放入有氩气保护的真空感应炉中进行熔炼，并依次进行烧铸成锭，粗破，滚破碎和球磨，选取一部分作为A组配料；再将其余配料放入氮气保护的气流磨中获得B组磁粉，并将A组和B组试料按不同的质量比例混合在一起形成初步的试验试料a，b，c，d，之后将每组试料经过自动成型机进行定向成型，并经过冷等静压后放入充有氩气的真空感应炉中进行烧结和回火处理，最后经磨加工处理后通过ATM-3型多功能自动永磁测试仪对试料的磁性能进行检测。其中需要注意的是：根据粉末粒度测试仪发现A组配料的粉末粒度的平均值在800 ，均匀性较差，组成初步试验试料a、b、c、d的A组配料与B组磁粉的质量比分别是0：10、10：0、10：4和10：6 。试料需在1080℃的环境中进行烧结在600-900℃中进行120-240min的回火处理。

2.实验操作及结果分析

经过多功能永磁测试仪的检测发现，经过同样烧结处理的不同样品的密度以及样品磁性能是不同，甚至可以说是千差万别。样品b中不放入磁粉B放入的配料A最多，粉末粒度最不均匀，经烧结后的样品密度最低，表现出的磁性能最差。而样品a中只放入磁粉B不放入粗粉A，使得样品的粗细均匀度较好，经烧结表现出的磁性能相对较高。可见，粉末粒度过大，多晶颗粒密度较大，所需的粗颗粒熔化的温度提升，烧结的时间增长，所以在同一温度、同一时间限度下在真空感应炉中进行液相烧结，会造成烧结后的磁体密度低、主相和富钕相分布不均匀的状况，造成磁性能不稳地的现象。所以，为在烧结后获得具有优良磁性能的钕铁硼，需要对粉末粒度进行严格的把控。

为排除实验的偶发性，将上述试验样品b、c、d放入温度为1100℃的环境中进行返烧处理并保温120分钟后再进行磁性能检测。各样品的实验结果都发生了改变，其中再进上述实验样品 b、c、d， 把温度调整为 1100℃， 进行返烧处理，保温时间为 120min 。各样品的测试结果均有较大的变化， 样品 c 和样品 d 的性能变化最大，它们的剩磁、磁极化强度矫顽力和磁感应强度矫顽力等参数与样品a接近，虽然样品b的性能指标也有所提高，但并没有达到预期的效果，在某些性能参数上任有不足。可见，对钕铁硼粉末进行二次返烧处理可以在一定程度上提高钕铁硼的产品密度和磁性能。

为了进一步对样品b的磁性能进行提高，我们改变实验样品b、c、d的返烧温度，将温度提升到1120℃进行返烧处理。从实验结果中我们了解到样品b的性能指标有了大幅度的改变和提高，但再一次提高返烧温度进行实验后，我们发现样品b的性能指标不在发生特别大的变化甚至还有所下降，但样品c、d仍然有变化。由此我们可以判断，由于样品b粉末粒度大的缺点抑制了样品性能指标的提高，导致样品b的磁性能无法达到预定要求。所以，我们可以得到这样一个结论：不同的粉末粒度和不同的烧结过程会对钕铁硼最后的性能产生影响。

总的来说：样品b经历了四次烧结实验，由最初的磁性能很低到后期的性能提高，样品b的最大磁能积发生了一次又一次的改变。在前三次的烧结实验中，样品b的性能指标很明显是不断提高的，磁性能不断得到提高。但最后一次烧结实验样品b的性能指标却下降了，这是因为第四次实验的烧结温度过高，损坏了样品内部的晶粒结构，使得样品的磁通密度降低，磁性能下降。可见，返烧温度的大小也会对钕铁硼的性能造成一定的影响，所以，我们需要在适当的温度下对烧结钕铁硼的性能进行改善和提高。

结语

综上所述，烧结过程中的每一道工序都会对烧结钕铁硼的最终性能有一定的影响，尤其是原始粉末的粗细程度和均匀程度更是直接影响了烧结钕铁硼的磁性能。所以，企业在进行钕铁硼的制造过程中要有这个理论基础，对钕铁硼粉末进行合理的处理，生产出具有优异磁性能的钕铁硼产品。

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