燒結釹鐵硼粉末粒度對磁性能影響探究

陳文達

摘 要：隨著電子科技的不斷發展，具有優良磁性能的釹鐵硼得到了廣泛的使用和突飛猛進的發展。近些年來，釹鐵硼的制作工藝受到了眾多學者的研究和探索，發現由粉末冶金法燒結而成的釹鐵硼的磁性受到粉末粒子的大小的重要影響。原始粉末越粗，燒結釹鐵硼的磁性就越高，在電子設備中的應用性能就越強。本文就原始粉末的粗細以及原始粉末的均勻程度對燒結釹鐵硼磁性能造成的影響進行了詳細的說明與分析，為改進燒結釹鐵硼的磁性能提供理論依據。

關鍵詞：燒結釹鐵硼；粉末粒度；磁性能；影響

隨著互聯網時代的帶來，越來越多的高科技產品如雨后春筍般陸陸續續的出現。釹鐵硼極高的磁能積、矯力性能和高能量密度使得它在現代工業和電子技術應用中占有重要地位，它不僅可以使一些電子設備，例如儀器儀表、電聲電機等小型化、輕量化和薄型化，還使得相關電子設備的性能更加的優異。隨著越來越大的研究者、學者對燒結釹鐵硼的深入研究和探索，在“釹鐵硼原始粉末狀態對工藝性能的影響”這個問題上有了新的發現和突破。

1.實驗材料及方法

首先，根據需要或是經驗確定一種試驗配方 ，并按比例將釹錠、硼鐵、純鐵棒和鏑錠配置成所需的試料；然后將配料放入有氬氣保護的真空感應爐中進行熔煉，并依次進行燒鑄成錠，粗破，滾破碎和球磨，選取一部分作為A組配料；再將其余配料放入氮氣保護的氣流磨中獲得B組磁粉，并將A組和B組試料按不同的質量比例混合在一起形成初步的試驗試料a，b，c，d，之后將每組試料經過自動成型機進行定向成型，并經過冷等靜壓后放入充有氬氣的真空感應爐中進行燒結和回火處理，最后經磨加工處理后通過ATM-3型多功能自動永磁測試儀對試料的磁性能進行檢測。其中需要注意的是：根據粉末粒度測試儀發現A組配料的粉末粒度的平均值在800 ，均勻性較差，組成初步試驗試料a、b、c、d的A組配料與B組磁粉的質量比分別是0：10、10：0、10：4和10：6 。試料需在1080℃的環境中進行燒結在600-900℃中進行120-240min的回火處理。

2.實驗操作及結果分析

經過多功能永磁測試儀的檢測發現，經過同樣燒結處理的不同樣品的密度以及樣品磁性能是不同，甚至可以說是千差萬別。樣品b中不放入磁粉B放入的配料A最多，粉末粒度最不均勻，經燒結后的樣品密度最低，表現出的磁性能最差。而樣品a中只放入磁粉B不放入粗粉A，使得樣品的粗細均勻度較好，經燒結表現出的磁性能相對較高。可見，粉末粒度過大，多晶顆粒密度較大，所需的粗顆粒熔化的溫度提升，燒結的時間增長，所以在同一溫度、同一時間限度下在真空感應爐中進行液相燒結，會造成燒結后的磁體密度低、主相和富釹相分布不均勻的狀況，造成磁性能不穩地的現象。所以，為在燒結后獲得具有優良磁性能的釹鐵硼，需要對粉末粒度進行嚴格的把控。

為排除實驗的偶發性，將上述試驗樣品b、c、d放入溫度為1100℃的環境中進行返燒處理并保溫120分鐘后再進行磁性能檢測。各樣品的實驗結果都發生了改變，其中再進上述實驗樣品 b、c、d， 把溫度調整為 1100℃， 進行返燒處理，保溫時間為 120min 。各樣品的測試結果均有較大的變化， 樣品 c 和樣品 d 的性能變化最大，它們的剩磁、磁極化強度矯頑力和磁感應強度矯頑力等參數與樣品a接近，雖然樣品b的性能指標也有所提高，但并沒有達到預期的效果，在某些性能參數上任有不足。可見，對釹鐵硼粉末進行二次返燒處理可以在一定程度上提高釹鐵硼的產品密度和磁性能。

為了進一步對樣品b的磁性能進行提高，我們改變實驗樣品b、c、d的返燒溫度，將溫度提升到1120℃進行返燒處理。從實驗結果中我們了解到樣品b的性能指標有了大幅度的改變和提高，但再一次提高返燒溫度進行實驗后，我們發現樣品b的性能指標不在發生特別大的變化甚至還有所下降，但樣品c、d仍然有變化。由此我們可以判斷，由于樣品b粉末粒度大的缺點抑制了樣品性能指標的提高，導致樣品b的磁性能無法達到預定要求。所以，我們可以得到這樣一個結論：不同的粉末粒度和不同的燒結過程會對釹鐵硼最后的性能產生影響。

總的來說：樣品b經歷了四次燒結實驗，由最初的磁性能很低到后期的性能提高，樣品b的最大磁能積發生了一次又一次的改變。在前三次的燒結實驗中，樣品b的性能指標很明顯是不斷提高的，磁性能不斷得到提高。但最后一次燒結實驗樣品b的性能指標卻下降了，這是因為第四次實驗的燒結溫度過高，損壞了樣品內部的晶粒結構，使得樣品的磁通密度降低，磁性能下降。可見，返燒溫度的大小也會對釹鐵硼的性能造成一定的影響，所以，我們需要在適當的溫度下對燒結釹鐵硼的性能進行改善和提高。

結語

綜上所述，燒結過程中的每一道工序都會對燒結釹鐵硼的最終性能有一定的影響，尤其是原始粉末的粗細程度和均勻程度更是直接影響了燒結釹鐵硼的磁性能。所以，企業在進行釹鐵硼的制造過程中要有這個理論基礎，對釹鐵硼粉末進行合理的處理，生產出具有優異磁性能的釹鐵硼產品。

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