HD处理烧结磁体制备各向异性NdFeB磁粉

D0I:10.13374/i.issn1001053x.2004.03.015 第26卷第3期 北京科技大学学报 Vol.26 No.3 2004年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2004 HD处理烧结磁体制备各向异性NdFeB磁粉 强文江汤虹孙爱芝 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要研究了通过吸氢破碎(HD)处理由烧结NFeB磁体制取各向异性磁粉的方法.实验结 果表明：D处理温度是该处理过程中的关键参数，对于最终获得的各向异性磁粉的矫顽力 具有显著的影响，同时D处理温度的变化决定了烧结磁体破碎过程中的断裂方式.当HD处 理温度为220℃时，磁体主要以沿晶断裂方式破碎，再经过950℃温度下的热处理，获得的各 向异性磁粉的矫顽力达到490kA/m. 关键词NdFeB烧结磁体：各向异性磁粉：HD方法：矫顽力 分类号TG132.272;TM271.3 通过破碎烧结NdFeB磁体制备磁粉，可以通理阶段，继续抽真空并升高温度至750℃以上彻 过继承其Nd.Fe.B相晶粒的相对取向关系来获得 底脱氢，并在不同温度T下进行最终热处理.用 非常好的各向异性.早在20世纪80年代，就有人T℃-201A脉冲磁强计测量磁粉的磁性能.磁粉装 尝试通过机械破碎烧结磁体来制备高性能磁粉. 填于内径为2mm的玻璃管，装填高度为3cm.通 然而，烧结块材一旦破碎成细小的磁粉，就会丧 过光学显微镜对镶嵌于电木粉中的磁粉的金相 失其高矫顽力，磁粉的硬磁性能因此也很低.不 磨样进行观察.用X射线衍射分析了不同磁 过，磁性材料的矫顽力是典型的组织敏感量，不 粉样品的相组成，所用X射线为CuK(波长2 仅取决于合金成分，还对其微观组织结构有非常 =0.105406nm). 强的依赖性.文献[2]是将机械破碎后的磁粉在 适当温度下进行热处理，文献[3,4]将烧结磁体加 热到较高温度下再进行破碎.尽管这两种方法所 制得的磁粉，其矫顽力都显著高于室温下破碎后 580℃ 的磁粉，但还是比较低.本文尝试利用合金吸氢 真空 真空 破碎(Hyd山ogen Decrepitation,简称HD)方法，由烧 结磁体制取各向异性磁粉. 常压H2 时间 1实验方法 图1HD方法制备磁粉的工艺流程图 将块状NdFeB烧结磁体粗破碎成大约3mm Fig.1 Schematic of powders manufacturing process by 左右的小块，置于封闭的石英管中，采用如图1 HD method 所示的工艺进行处理.处理过程分为三个主要阶 2结果与讨论 段：第I阶段为HD处理破碎阶段.该阶段中，样 利用HD处理将NdFeB烧结磁体块破碎成磁 品在真空室中被加热到设定的HD处理温度To 粉的方法中，处理温度Tm对破碎效果产生显著 下，通入常压氢气，合金吸氢破碎成磁粉，第Ⅱ阶 影响.常压氢气在室温下不能将NdFeB永磁合金 段为预脱氢处理.真空状态下将样品加热到 破碎.通过加热提高T加实现对烧结磁体的破碎， 580℃保温一段时间.第Ⅲ阶段为终脱氢和热处 实验中Tm=150-260℃.图2给出了经过30min处 收稿日期200307-29强文江男，39岁，副教授，博士 理后，磁粉获取比例与Tm之间的关系.磁粉比例 大教育部背年骨干教师资助计划 为烧结磁块处理破碎后用60目筛进行筛分得到

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 处理烧结磁体制备各 向异性 磁粉 强 文 江 汤 虹 孙 爱芝 北 京科技 大 学材 料科 学 与工 程 学 院 ， 北 京 摘 要 研 究 了通过 吸氢 破碎 处 理 由烧 结 磁 体 制取 各 向异 性磁 粉 的方 法 实验 结 果 表 明 处理 温度 是 该 处 理过程 中的 关键参 数 ， 对 于 最终获得 的各 向异 性磁 粉 的矫顽 力 具有显 著 的影 响 ， 同时 处 理温度 的变 化 决定 了烧 结磁 体破 碎过程 中的断裂方 式 当 处 理温度 为 ℃ 时 ， 磁体主要 以沿 晶 断裂方 式破 碎 ， 再 经过 ℃ 温度 下 的热 处 理 ， 获得 的各 向异 性磁 粉 的矫顽 力达 到 关键 词 烧 结磁 体 各 向异 性磁粉 方 法 矫顽 力 分 类号 通 过破 碎 烧 结 磁 体制 备 磁 粉 ， 可 以通 过 继 承 其 卫 相 晶粒 的相 对 取 向关 系 来获得 非常好 的各 向异性 早 在 世 纪 年代 ， 就 有人 尝试 通 过 机 械 破 碎烧 结磁 体 来 制 备 高 性 能磁 粉 然 而 ， 烧 结块 材 一 旦 破 碎 成 细 小 的磁 粉 ， 就 会 丧 失其 高矫顽 力 ， 磁粉 的硬磁 性 能 因此 也很 低‘ 不 过 ， 磁 性 材料 的矫 顽 力 是 典 型 的组 织敏 感 量 ， 不 仅 取 决 于合 金 成 分 ， 还对 其 微观 组 织 结 构有 非 常 强 的依赖 性 文 献 〕 是将 机 械 破 碎 后 的磁 粉 在 适 当温 度下 进行 热 处 理 ， 文 献 ， 将烧 结磁 体 加 热 到较高温 度下 再进 行 破碎 尽 管这两 种 方 法 所 制 得 的磁 粉 ， 其矫顽 力都显 著 高于 室温 下 破碎后 的磁 粉 ， 但 还 是 比较 低 本 文 尝试 利 用 合 金 吸 氢 破碎 ， 简称 方 法 ， 由烧 结磁 体 制 取 各 向异 性磁 粉 理 阶 段 继 续 抽 真 空 并升 高温 度 至 ℃ 以上 彻 底 脱 氢 ， 并在 不 同温 度 下 进 行 最 终热 处 理 用 佗 脉 冲 磁 强 计 测 量 磁 粉 的磁 性 能 磁 粉 装 填 于 内径 为 的玻 璃 管 ， 装 填 高度 为 通 过 光 学 显 微 镜 对 镶 嵌 于 电木 粉 中 的磁 粉 的金 相 磨 样 进 行 观 察 用 射 线 衍 射 分 析 了 不 同 磁 粉样 品 的相 组 成 ， 所 用 射 线 为 瓦 波 长义 时 ’ 二 ， 一一 一 一 一 刁尸 餐 …一 燕又 ， 一 卫真空 真 空 常 压 实验 方 法 将 块 状 烧 结磁 体粗破 碎 成 大 约 左 右 的 小块 ， 置 于封 闭 的石 英 管 中 ， 采用 如 图 所 示 的工 艺 进 行 处 理 处 理 过程 分 为三 个主 要 阶 段 第 阶段 为 处 理 破 碎 阶段 该 阶段 中 ， 样 品在 真 空 室 中被 加 热 到 设 定 的 处 理 温 度 瑞 下 ， 通 入 常压 氢 气 ， 合 金 吸氢 破 碎成 磁 粉 ， 第 阶 段 为 预 脱 氢 处 理 真 空 状 态 下 将 样 品 加 热 到 ℃ 保 温 一 段 时 间 第 阶段 为 终 脱 氢 和 热 处 收稿 日期 刁 一 强 文江 男 ， 岁 ， 副 教授 ， 博士 教育部 青年骨干教师 资助 计划 时 间 图 方 法 制备 磁粉 的工 艺 流程 图 刃 结 果 与讨 论 利 用 处 理 将 烧 结磁 体块破 碎 成 磁 粉 的方 法 中 ， 处 理 温 度 几对 破 碎 效 果产 生 显 著 影 响 ， 常压 氢 气 在 室温 下 不 能将 永磁 合 金 破碎 通 过 加 热提 高 瑞 实现 对 烧 结磁 体 的破 碎 实验 中瑞 一 ℃ 图 给 出 了经 过 处 理 后 ， 磁粉 获 取 比例 与 几 之 间 的关 系 磁 粉 比例 为烧 结磁 块 处 理 破 碎 后 用 目筛进 行 筛分 得 到 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2004．03．015

,286· 北京科技大学学报 2004年第3期 的磁粉（颗粒尺寸在325m以下）与投入原料的 图4中给出了几个不同的Tm下处理得到的 质量比.其余部分虽然不能穿过筛孔，其尺寸也 磁粉的微观组织.照片中白色区域为磁粉，黑色 明显小于原料的粒度.结果表明：当T低于 区域为酚醛树脂.样品经过侵蚀处理，有的比较 200℃时，破碎效果不佳：在200-230℃之间，破碎 好地显现出其中的晶粒（典型晶粒尺寸为5~10 效果随着Tm升高明显提高；并且当Tm达到 μm).连在一起的晶粒簇组成磁粉颗粒.图中照 230℃以上时，只有实验样品的中心区域还留有 片显示了两种典型的组织：一种是Tm较高的情 少量未被破碎到足够细的颗粒 况，所得磁粉中有很多贯穿的黑色粗线，为磁粉 对烧结磁体进行D处理的温度，不仅对于 中的裂纹，属于典型的穿晶裂纹，因此推断较高 烧结磁体的破碎效果影响显著，对于烧结磁体破 温度下HD处理的磁粉，主要通过烧结磁块发生 碎的方式以及最终磁粉的矫顽力也具有决定性 穿晶断裂而得到.图中()所显示的260℃下破碎 的影响.图3中给出了经过950℃最终热处理后， 磁粉颗粒右侧平直的边界也充分显现了该特征. 磁粉的矫顽力随着Tm的变化关系曲线，实验结 与此相反，在较低的HD处理温度下得到的磁粉， 果表明：随着Tm的提高，磁粉矫顽力首先迅速地 内部只有少量的穿晶裂纹，但比较典型地显示出 升高，达到最大值后急速下降，关系曲线整体上 烧结磁体中等轴晶粒的形貌.由此推断：在HD处 呈现“A”形.在本实验中使磁粉获得最高矫顽力 理过程中，烧结磁块主要通过沿晶断裂方式破碎 的HD处理温度为220℃， 500 90F 450 80 400 350 足出 0 300 60 250 50 200 150 40 ◆ 100 30L 140160180200220240260 180 200 220 240 260 破碎温度/℃ 破碎温度/℃ 图2D处理温度对破碎效果的影响 图3磁粉矫顽力随破碎温度的变化规律 Fig.2 Influence of HD temperature on pulverization of Fig 3 Dependence of the coercivity of obtained magnet bulk sintered magnets powders on HD process temperature (a) 0.05m 图4不同HD处理温度的磁粉颗粒形貌特征.(a)200℃：(b)220℃：(c)230℃：()260℃ Fig.4 Morphologies of magnet powders manufactured by HD process at different temperatures:(a)200C;(b)220C; ()230℃；(d)260℃

‘ 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 的磁 粉 颗 粒 尺 寸在 林 以下 与投 入 原料 的 质量 比 其 余 部 分 虽 然 不 能穿过筛孔 ， 其 尺 寸也 明 显 小 于 原 料 的 粒 度 结 果 表 明 当 踢 低 于 ℃ 时 ， 破 碎 效 果 不佳 在 一 ℃ 之 间 ， 破 碎 效 果 随 着 瑞 升 高 明 显 提 高 并 且 当 踢 达 到 ℃ 以上 时 ， 只 有 实验 样 品 的 中心 区域 还 留有 少量 未被破 碎 到足够 细 的颗 粒 对 烧 结磁 体进 行 处 理 的温 度 ， 不 仅对 于 烧 结磁 体 的破碎 效果 影 响 显著 ， 对 于烧 结磁体破 碎 的方 式 以及 最 终 磁 粉 的矫 顽 力 也 具 有 决 定 性 的影 响 图 中给 出 了经 过 ℃ 最 终热 处 理 后 ， 磁 粉 的矫 顽 力 随着 瑞 的变化 关 系 曲线 实验 结 果表 明 随着几 的提 高 ， 磁 粉矫 顽 力 首先 迅速 地 升 高 ， 达 到最 大 值 后 急速 下 降 ， 关 系 曲线整 体 上 呈 现 “ ’ ， 形 在 本 实验 中使 磁 粉 获 得 最 高矫顽 力 的 处 理温 度 为 ℃ 图 中给 出 了几 个 不 同 的几 下 处 理 得 到 的 磁 粉 的微 观 组织 照 片 中 白色 区域 为磁 粉 ， 黑 色 区 域 为酚 醛 树 脂 样 品经 过侵 蚀 处 理 ， 有 的 比较 好 地 显 现 出其 中 的 晶粒 典 型 晶粒 尺 寸 为 一 脚 连 在 一起 的 晶粒 簇 组 成磁 粉颗 粒 图 中照 片显 示 了两 种 典型 的组 织 一 种 是 瑞较高 的情 况 ， 所 得磁 粉 中有很 多贯 穿 的黑色 粗 线 ， 为磁 粉 中的裂 纹 ， 属 于 典 型 的穿 晶裂 纹 因此 推 断较 高 温度 下 处 理 的磁 粉 ， 主 要通过烧 结磁 块 发生 穿 晶断 裂 而 得 到 图 中 所 显 示 的 ℃ 下 破 碎 磁粉颗 粒 右 侧 平 直 的边 界 也 充分 显现 了该特 征 与此 相 反 ， 在较 低 的 处理温度 下得 到 的磁粉 ， 内部 只 有 少量 的穿 晶裂 纹 ， 但 比较 典型 地 显 示 出 烧 结磁 体 中等 轴 晶粒 的形 貌 由此推 断 在 处 理过程 中 ， 烧 结磁 块 主 要通过沿 晶断裂 方 式破碎 卜… 卜﹂ ‘ ‘ 斗，， ︵ 一日 · 荡只履︾蛋 一 八，﹃乙 少 一 霎裸军五芝 工口︸ 八︸ ‘ 盛 一曰‘ 一 破碎温度 ℃ 图 处 理 温 度对 破碎 效果 的影响 祖 玫 破 碎温度 ℃ 、 月 二一 图 磁 粉矫 顽 力随破碎 温 度的变化规律 图 不 同 处 理 温 度 的磁粉颗粒形 貌特 征 ℃ ℃ ℃ ℃ 免 ℃ ℃ ℃

VoL.26 No.3 强文江等：HD处理烧结磁体制备各向异性NdFeB磁粉 ·287· 成磁粉.而图中照片显示，220℃下D处理的磁 应、或者它沿着基体相晶粒之间的晶界上（相对 粉，穿晶断裂程度最低 于基体相晶粒内的体扩散而言)快速扩散来完 比较HD处理温度对于烧结磁体破碎的方式 成，因此可能以沿晶断裂为主要方式.提高HD处 以及最终磁粉的矫顽力的影响，得到如下结论： 理温度，氢原子与富N相反应的优先性减弱，同 HD处理烧结磁体制备磁粉过程中，磁体的断裂 时它在晶界与晶内扩散速度的差别减小，此时， 方式与所获得的磁粉的娇顽力直接相关，即沿晶 沿晶断裂不再具有明显优势，因为晶界区域与晶 断裂使磁粉具有高矫顽力，而穿晶断裂降低磁粉 内区域的体积比很小，从统计角度看，合金的主 的矫顽力.在加热条件下对烧结磁体实施机械破 要断裂方式可能表现为穿晶断裂， 碎制取磁粉的实验中，通过改变破碎温度，获得 对破碎后的磁粉进行X射线衍射分析，并将 了磁粉的矫顽力与磁体断裂方式之间存在着完 其与室温下机械破碎磁粉进行比较，结果如图5 全类似的结论.因此，本实验结果支持有关基 所示，衍射谱中显示：D处理方法获得的磁粉中 体相晶粒裸露于磁粉表面不利于获得高矫顽力 富N相的相对含量明显高于室温下机械破碎磁 的观点 粉.考虑到合金中高含量的Fe对于衍射用X射 实验结果表明：在220-230℃之间，NdFeB永 线的强烈吸收阿，衍射信息主要来自磁粉的表层， 磁合金吸氢所导致的断裂方式产生了由沿晶断 该衍射分析结果表明：D处理获得的磁粉表层 裂向穿晶断裂的突变，并且由此造成所制备的磁 中富Nd相的含量明显多于烧结磁体中的整体含 粉的矫顽力与HD处理温度之间呈现“A”形关 量（即室温下机械破碎磁粉所显示的结果），该结 系，因此，要想获得高矫顽力的磁粉，必须控制好 果与加热条件下破碎烧结磁体制取的磁粉中非 HD处理温度.该处理温度成为利用HD方法破 常类似B.HD处理磁粉中富Nd相的这种分布形 碎烧结磁体制取高性能永磁粉末的关键参数. 态有利于获得高矫顽力.此外，值得注意的是， D处理温度对于沿晶-穿晶断裂转换及对 烧结磁体中富B相也参与了吸氢反应过程，并且 磁粉的矫顽力的影响所呈现“A”形关系，可能受 在220℃经过HD处理后，该相的衍射峰全部消 到HD处理过程中，在合金吸收氢速度与反应放 失，意味着它与氢反应后完全分解，而经过脱氢 热之间存在的一种正反馈效应有关，烧结磁体中 处理后，又重新化合.在这里的处理过程中，该相 的富Nd相与基体相都具有吸收氢的能力，生成 的变化经历类似于通常的HDDR工艺中NdFeB 其相应的氢化物的反应均为放热反应间.烧结磁 合金的变化m 体的破碎是因为合金吸收氢造成的体积膨胀所 产生的应力所致，而氢进入合金中被吸收并生成 ●Nd2FeuB;◆富Nd相：VNdH:★富B相 氢化物，都是通过氢在合金中的扩散来实现的 HD处理温度升高，提高了氢的扩散速度，使得合 a 金在单位时间内吸收氢量增加，由此产生的热量 增多，反应部位温度提高，因此提高了该局部的 扩散速度.这样，合金吸收氢速度与反应放热之 间存在的一种正反馈效应.D处理温度提高到 某个临界值时，引发合金以穿晶为主的方式断 裂，并对获得的磁粉的磁性能产生不利的影响， 在铸态NdFeB永磁合金中，人们发现其中的 富Nd相在常压条件下吸氢能力更强一些，表现 20 30 40 50 60 为比较低的加热温度下先于基体相开始显著吸 28/(o) 氢.另外，因为烧结NdFeB磁体在HD处理过程 图5不同处理状态的磁粉样品的X射线衍射谱 中，通过氢的扩散来吸氢并造成破裂，因此合金 (a220℃氢爆一预脱氢一50℃热处理：(b)220℃氢爆： 断裂过程中，裂纹很可能首先产生于富Nd相处. (©)室温下机械破碎 裂纹的扩展，在HD处理温度比较低时，可能借 Fig.5 X-ray diffraction spectra of obtained magnet pow- 助于氢原子优先与沿晶界分布的富Nd相的反 ders manufactured by different processes

强 文江 等 处 理烧结磁体 制备各 向异 性 磁粉 · 成 磁 粉 而 图 中照 片 显 示 ， ℃ 下 处 理 的磁 粉 ， 穿 晶 断裂 程度 最 低 比较 处 理 温 度对 于烧 结磁 体破 碎 的方 式 以及 最 终磁 粉 的矫顽 力 的影 响 ， 得 到 如 下 结论 处 理 烧 结 磁 体制 备磁 粉 过 程 中 ， 磁 体 的断裂 方 式 与所 获得 的磁 粉 的矫顽 力直接 相 关 ， 即沿 晶 断裂使磁 粉 具 有 高矫顽 力 ， 而 穿 晶断裂 降低磁 粉 的矫顽 力 在加 热 条件 下对 烧 结磁 体 实施 机械破 碎 制取 磁 粉 的实验 中 ， 通 过 改变破碎 温 度 ， 获得 了磁 粉 的矫 顽 力 与 磁 体 断裂 方 式之 间存 在 着 完 全 类 似 的结 论 ‘， · ， 因此 ， 本 实验 结果 支持 有 关 基 体 相 晶粒 裸 露 于 磁 粉 表 面 不 利 于 获 得 高 矫 顽 力 的观 点 日， 实验 结 果表 明 在 一 ℃ 之 间 ， 永 磁 合 金 吸 氢 所 导 致 的 断 裂 方 式 产 生 了 由沿 晶 断 裂 向穿 晶 断裂 的突变 ， 并且 由此 造成 所 制 备 的磁 粉 的矫 顽 力 与 处 理 温 度 之 间呈 现 “ ’ ， 形 关 系 因此 ， 要 想 获得 高矫顽 力 的磁 粉 ， 必 须 控 制 好 处 理温度 该 处 理温 度 成 为利用 丑 方 法 破 碎 烧 结 磁 体 制 取 高性 能永磁 粉 末 的关键 参 数 处 理 温 度 对 于 沿 晶一 穿 晶 断裂 转 换 及 对 磁 粉 的矫顽 力 的影 响所 呈 现 “ ’ ， 形 关 系 ， 可 能受 到 处 理 过 程 中 ， 在 合 金 吸 收氢 速 度 与 反应 放 热 之 间存 在 的一 种 正 反馈 效应 有 关 烧 结磁 体 中 的 富 相 与 基 体 相 都 具 有 吸 收氢 的能力 ， 生 成 其 相 应 的氢 化物 的反 应 均 为放 热 反应 ‘ 烧 结 磁 体 的破 碎 是 因 为 合 金 吸 收 氢 造 成 的体 积 膨 胀 所 产 生 的应 力所 致 ， 而氢 进 入 合 金 中被 吸 收并 生成 氢 化物 ， 都是 通 过 氢 在合 金 中 的扩 散 来 实现 的 处 理温 度 升 高 ， 提 高 了氢 的扩 散速度 ， 使 得 合 金 在 单位 时 间 内吸 收 氢 量 增 加 ， 由此 产 生 的热量 增 多 ， 反 应 部位 温 度 提 高 ， 因此 提 高 了该 局 部 的 扩 散速 度 这 样 ， 合 金 吸 收氢 速 度 与 反 应 放 热 之 间存 在 的一 种 正 反馈 效 应 处 理 温度 提 高 到 某 个 临界 值 时 ， 引 发合 金 以穿 晶 为 主 的方 式 断 裂 ， 并对 获得 的磁 粉 的磁 性 能产 生 不 利 的影 响 在铸 态 永 磁 合 金 中 ， 人 们 发 现 其 中 的 富 相 在 常 压 条件 下 吸 氢 能力 更 强 一 些 ， 表 现 为 比 较低 的 加 热 温 度 下 先 于 基 体 相 开 始 显 著 吸 氢 ‘ 另外 ， 因 为烧 结 磁 体 在 处 理 过 程 中 ， 通 过 氢 的扩 散 来 吸氢 并造 成 破 裂 ， 因此 合 金 断裂 过 程 中 ， 裂 纹 很 可 能 首先 产 生 于 富 相 处 裂 纹 的扩 展 ， 在 处 理 温 度 比较 低 时 ， 可 能借 助 于 氢 原 子 优 先 与 沿 晶 界 分 布 的 富 相 的 反 应 、 或 者 它沿 着基 体相 晶粒之 间 的 晶界 上 相对 于 基 体 相 晶粒 内的体 扩 散 而 言 快 速 扩 散 来 完 成 ， 因此 可 能 以沿 晶断裂 为主 要 方 式 提 高 处 理温 度 ， 氢 原子 与 富 相 反 应 的优 先 性 减 弱 ， 同 时它 在 晶界 与 晶 内扩 散速 度 的差 别 减 小 ， 此 时 ， 沿 晶断裂 不 再 具有 明显 优 势 因 为 晶界 区域 与 晶 内区域 的体 积 比很 小 ， 从 统 计 角度 看 ， 合 金 的主 要 断裂 方 式 可 能表 现 为 穿 晶断裂 对 破 碎 后 的磁 粉 进 行 射 线 衍 射 分 析 ， 并将 其 与 室温 下 机 械 破 碎 磁 粉进 行 比较 ， 结果 如 图 所 示 衍 射 谱 中显 示 二 处 理 方 法 获得 的磁 粉 中 富 相 的相 对 含 量 明显 高 于 室温下 机械 破 碎 磁 粉 ， 考 虑 到 合 金 中高含 量 的 对 于衍 射 用 射 线 的强 烈 吸 收 『， 衍射信 息主 要 来 自磁粉 的表 层 该衍 射 分 析 结 果 表 明 刃 处 理 获得 的磁 粉 表 层 中 富 相 的含 量 明显 多 于 烧 结磁 体 中 的整 体含 量 即室温 下机 械破碎 磁 粉所 显 示 的结果 该 结 果 与加 热 条 件 下 破 碎 烧 结 磁 体 制 取 的磁 粉 中非 常类 似 『， ，叼 处 理 磁 粉 中富 相 的这 种 分布 形 态 有 利 于 获得 高矫 顽 力 “ ， 此 外 ， 值 得 注 意 的是 ， 烧 结 磁 体 中 富 相 也 参 与 了 吸氢 反 应 过 程 ， 并 且 在 ℃ 经 过 处 理 后 ， 该 相 的衍 射 峰 全 部 消 失 ， 意 味 着 它 与 氢 反 应 后 完全 分 解 ， 而 经 过 脱 氢 处理 后 ， 又 重新 化 合 在 这 里 的处 理 过程 中 ， 该 相 的变 化 经 历类 似 于 通 常 的 工 艺 中 合 金 的变 化 ‘ 令 富 相 ， ★ 富 相 赢耐 出一法 侧葱友罕 图 不 同处 理 状 态 的磁 粉样 品 的 射 线衍射 谱 氢 爆一预 脱 氢一 热 处 理 ℃ 氢爆 室 温 下 机 械 破碎 免

·288· 北京科技大学学报 2004年第3期 需要指出的是，在实验过程中，始终要控制 氢温度的影响，而是源自不同温度下热处理对于 HD处理温度不超过300℃.根据文献[5,7]报道， 磁粉的微观组织形态的影响冈， 在此温度下，合金不会发生歧化反应而分解.因 3结论 此本文的HD处理制粉方法不会破坏烧结磁体中 基体相的形态及相邻晶粒之间的相对晶体学位 (1)对烧结磁体进行D处理可以制取各向异 向关系，从而使破碎后的磁粉保持烧结磁体的各 性磁粉.D处理温度是关键参数，对磁粉的矫顽 向异性. 力具有显著的影响，同时还决定了烧结磁体破碎 HD处理后的磁粉中含有氢时，其矫顽力很 过程中的断裂方式.较低的HD处理温度下通过 低，而且氢的存在会严重影响NdFeB永磁合金的 穿晶断裂获得的磁粉，可以最终获得高矫顽力， 微观组织结构的稳定性，需要通过真空下加热脱 (2)HD方法获得的磁粉经脱氢处理后，再于 除，而对磁粉在较高温度下进行热处理，可能会 适当温度下进行热处理，可以显著提高矫顽力. 使磁粉获得高矫顽力.图6给出了220℃HD处理、 参考文献 580℃预脱氢的磁粉，在不同温度下热处理后矫 1 Stadelmaier HH,Liu N C.Effect of mechanical commi- 顽力的变化.在750~900℃之间，矫顽力随着热处 nution on the intrinsic coercivity of Nd-Fe-B sintered 理温度的升高总体呈上升趋势，900℃后矫顽力 magnets [J].Mater Lett,1986,4(5~7):304 大幅度提高，在950℃下出现最大值，其矫顽力达 2王集成，强文江，热处理对烧结NdFeB磁体机械破 490kA/m,文献[8]报道了同样的实验规律，但其 碎磁粉的影响).北京科技大学学报，2000,22(3)： 作者认为是最终脱氢温度的影响.由于室温下机 216 械破碎磁粉的矫顽力与热处理温度之间具有完 3贾俊荣，强文江，尤彩虹.高温破碎烧结磁体制取各 全相近的关系冈，而该过程中完全没有氢参与，因 向异性NdFeB磁粉的研究(I)[J】.北京科技大学学 此，笔者认为本文的HD处理制粉方法中，最后 报，2003,25(1)：46 4强文江，贾俊荣，张茂才.高温破碎烧结磁体制取各 的热处理过程中磁粉的矫顽力变化，不是最终脱 向异性NdFeB磁粉的研究（Ⅱ）[).北京科技大学学 500 报，2003,25(2)：160 5 Cadogan J M and Coey J M D.Hydrogen absorption and 450 desorption in Nd.FeB[J].Appl Phys Lett,1986,48(6): 400 442 350 慢 6赵伯麟.金属物理研究方法（第一分册）M刈.北京： 300 冶金工业出版社，1981 250 7 Harris IR,Noble C and Bailey T.The hydrogen decrepit- 750 8008509009501000 ation of an NdFeB,magnetic alloy [J].J Less-Comm 热处理温度/℃ Met,1985,l06:L1 图6矫顽力随不同热处理温度变化曲线 8德重裕之，远藤保夫，大胁康志.树脂结合型稀土 Fig..6 Influence of annealing temperature on the coerciv- 类-铁系永久磁石用磁性粉未”制造方法[R],公开 ity of magnet powders 特许公报(A),昭644403,1989 Manufacture of Anisotropic NdFeB Powders Process from Sintered Magnets by HD OIANG Wenjiang,TANG Hong,SUN Aizhi Materials Science and Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083 ABSTRACT A manufacture method of anisotropic NdFeB magnet powders was investigated from sintered bulk magnets by hydrogen decrepitation(HD process).It is found that HD temperature plays a very important role af- fecting the coercivity of the obtained magnetic powders evidently.This temperature determines the fracture way of bulk magnets during HD process as well.In intergranular fracture way through properly controlled HD temperature, at 220C for instance,anisotropic magnet powders with a coercivity up to 490 kA/m are obtained after a following annealing treatment at 950C. KEY WORDS sintered NdFeB magnet;anisotropic magnet powder;HD process;coercivity

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 需 要 指 出 的是 ， 在 实验 过程 中 ， 始 终要 控 制 处 理温度 不超 过 ℃ 根据 文 献 ， 报 道 ， 在 此温 度 下 ， 合 金 不 会 发 生 歧 化 反 应 而 分 解 因 此本文 的 处理制粉方 法不 会 破坏烧 结磁 体 中 基 体 相 的形 态及 相 邻 晶粒 之 间 的相 对 晶体学位 向关 系 ， 从 而使破碎 后 的磁粉保 持烧 结磁 体 的各 向异 性 处理 后 的磁 粉 中含有 氢 时 ， 其 矫顽 力 很 低 ， 而 且 氢 的存 在 会 严 重 影 响 永 磁 合 金 的 微观 组织 结构 的稳 定性 ， 需要通过真 空 下 加热 脱 除 而 对 磁 粉在较 高温 度 下 进行 热 处 理 ， 可 能会 使磁粉获得 高矫顽 力 图 给 出 了 ℃ 处理 、 ℃ 预 脱 氢 的磁 粉 ， 在 不 同温 度 下 热 处 理 后 矫 顽 力 的变化 在 一 ℃ 之 间 ， 矫顽 力 随着 热 处 理温 度 的升 高 总体 呈 上 升趋 势 ， ℃ 后 矫顽 力 大幅度提 高 ， 在 ℃ 下 出现 最大值 ， 其矫顽 力达 文 献 〕报 道 了 同样 的实验 规律 ， 但 其 作 者认 为是 最 终脱 氢温度 的影 响 由于 室温 下机 械破 碎 磁 粉 的矫 顽 力 与 热 处 理 温 度 之 间具 有 完 全 相近 的关 系 份，， 而 该 过程 中完全 没有氢 参 与 ， 因 此 ， 笔者 认 为本 文 的 处 理 制 粉 方 法 中 ， 最 后 的热 处 理 过程 中磁粉 的矫顽 力 变化 ， 不 是最 终脱 氢温度 的影 响 ， 而 是源 自不 同温度 下 热 处理对 于 磁 粉 的微 观 组 织 形态 的影 响口， 。 ’ 入 ， 卜 拼 馨 ‘ 。 「 督 ’料 ，一 了 姨 丫 ， ‘ ， 。 匕一 一二一 一 一 一 一一一 一 热 处 理温度 ℃ 图 矫 顽 力随 不 同 热处理 温 度变 化 曲线 二 结 论 对烧 结磁 体进行 处 理 可 以制取各 向异 性磁 粉 处理温度 是 关键 参数 ， 对 磁 粉 的矫顽 力 具有显 著 的影 响 ， 同时还 决定 了烧 结磁 体破碎 过 程 中的断裂 方 式 较低 的 处 理温 度下 通 过 穿 晶断裂 获得 的磁 粉 ， 可 以最 终获 得 高矫 顽 力 方 法 获得 的磁 粉 经 脱 氢 处 理 后 ， 再 于 适 当温 度 下 进 行 热 处 理 ， 可 以显 著提 高矫顽 力 参 考 文 献 ， 一 一 ， ， 一 王 集成 ， 强 文江 ， 热 处 理 对 烧 结 磁体机械破 碎 磁粉 的影 响 北 京科技 大 学学报 ， 加 ， 贾俊荣 ， 强 文 江 ， 尤 彩虹 高温破碎烧 结磁体制 取 各 向异 性 磁 粉 的研究 北 京 科技大 学学 报 ， ， 强 文江 ， 贾俊荣 ， 张 茂才 高温破碎烧结磁 体制 取 各 向异 性 磁 粉 的研究 北京科技 大 学 学 报 ， ， 卫 刀 ， ， 赵伯麟 金 属 物理 研 究方 法 第一 分 册 北京 冶金 工 业 出版社 ， 民 ， 一 ， ， 德 重裕 之 ， 远 藤保夫 ， 大胁康 志 树脂 结合 型稀 土 类一 铁 系永久 磁 石 用 磁 性 粉末 。 制 造 方 法 公 开 特许公 报 ， 昭 一 ， 仪 “ 刀 肠’ ， ， ， 沁 ， 佣 ， ， 叭