关于钕铁硼细晶化的几个值得注意的问题

钕铁硼因其优异的磁性能和良好的性价比，己成为现代高新技术产业中的重要材料。提高钕铁硼的矫顽力在很多应用领域中是一种有效的节能措施。比如，高层建筑中的电梯，其耗电量占到整个建筑能耗的5%，是高层建筑最大能耗设备之一。电梯节能化改造的有效措施之一就是提高电梯曳引机用永磁磁体的矫顽力。细化晶粒是提高磁体矫顽力的重要途径。钕铁硼块体是由磁粉烧结而成，细化晶粒工艺主要是通过降低磁粉粒度来实现的。烟台正海磁性材料公司研究了烧结钕铁硼制备中磁粉粒度对其性能的影响，提出了几个值得注意的问题。

一，磁粉粒度对矫顽力的影响他们的试验表明，随着磁粉粒度的降低，烧结时效后磁体矫顽力逐渐升高，当磁粉粒度降低到2.4μm时矫顽力出现峰值，达到16.7×79.578×103A/m。但是，继续降低磁粉粒度，矫顽力却不再继续增加，反而降低。分析其原因，主要是由于降低磁粉粒度会增加气流磨研磨时间，导致磁体中O、N含量增加。一方面由于大量富钕相被氧化成面心立方NdOx相，团聚交织形成网状结构，这种面心立方NdOx相在时效过程中不会形成低温共晶相，使最终连续富钕晶界相减少。这种富钕的连续晶界相在提高磁体矫顽力方面有重要作用，这种相的减少导致磁体矫顽力降低。另一方而，N与晶界富钕相发生反应使晶界富钕相减少，也会使得磁体矫顽力降低。从O、N含量测试结果来看，磁粉粒度越细，磁体O、N含量越高。由此分析，如果可以通过改进工艺控制钕铁硼磁体中O、N含量，则磁粉粒度进一步降低至2.4μm以下，磁体矫顽力还有望进一步增加。

二，磁粉粒度对烧结温度的影响他们的试验表明，磁粉越细，达到相同密度所需要的烧结温度越低。如果烧结温度过高，就会出现晶粒异常长大现象。以磁粉粒度为2.4μm的情况来看，采用1000℃烧结后的磁体断口存在空洞，说明烧结密度不够，但当烧结温度超过1040℃时，又会出现晶粒异常长大。因此，磁粉粒度低于2.4μm时，烧结温度要严格控制。

三，磁粉粒度对耐蚀性的影响他们的失重试验（试验条件为：温度121℃，湿度100%，压力200kPa）表明，磁粉粒度降低之后，磁体失重情况变差。从湿热环境下钕铁硼磁体的腐蚀机理来看，晶界富钕相首先与水蒸汽发生反应，过程中释放的氢又容易被其余富稀土相吸收，从而导致晶界相被腐蚀。晶粒越细，晶界相被腐蚀之后主相Nd2Fe14B晶粒越容易脱落，导致磁体耐蚀性变差，失重增加。

他们发现，在同样磁粉粒度2.4μm条件下，含钴1.5%的磁体比含钴0.8%的磁体失重低，但磁性能差别不大，说明增加钴含量可以改善其耐蚀性。分析其原因，钴可以进入晶界富钕相形成Nd3Co，Nd3Co可以提高晶界相电极电位，降低晶界相和主相的电位差，从而提高磁体耐蚀性。