研究了Co元素對Nd2.2Fe13.7-xCoxB1.1（x=1,2,3,4,5）快淬薄帶合金的相結構、磁性能和吸波性能的影響。利用真空非自耗電弧爐和行星式球磨機制備合金樣品。通過X射線衍射分析儀（XRD）對粉末合金的相結構進行分析;采用掃描電鏡觀察微觀組織;利用振動樣品磁強計（VSM）測試不同輥輪轉速及摻雜不同Co元素含量試樣的磁性能;利用矢量網絡分析儀（VNA）測試粉末樣品球磨后的吸波性能。結果表明:Nd2.2Fe13.7-xCoxB1.1樣品主相為Nd2（FeCo）14B硬磁相,屬于四方晶系,P42/mnm空間結構,其晶胞參數隨Co含量增加而線性減小。隨著Co含量的增加,合金粉末分散性較好,且粉末的平均顆粒尺寸減小。以23m/s的轉速且Co摻雜x=3時薄帶的綜合磁性能最佳。x=3時Nd2.2Fe13.7-xCoxB1.1合金在2～18 GHz內具有良好的微波吸收效率,樣品在8.72 GHz處的最小反射峰頻率達到最好,為-25.17 dB。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(16)北大核心

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【部分圖文】：

熱處理Nd2.2Fe13.7-xCoxB1.1(x=1,2,3,4,5)合金的XRD圖與晶胞參數

在速凝快淬工藝中，冷卻速率是影響材料磁性能最重要的因素之一，其大小是由真空甩帶機銅輥輪轉速決定的�？齑惚е械奈锵嘈纬赡芰�、晶粒大小和磁性能都與甩帶速率有密切關系。通過不同的輥輪轉速來制備Nd2.2Fe13.7B1.1薄帶，用VSM測試不同甩帶速率下的薄帶磁性能，其M-H曲線和磁性能參數表如圖2(a）和表2所示。如圖2(a）所示，以23 m/s轉速得到的Nd2.2Fe13.7B1.1薄帶綜合磁性能最佳，并呈單相硬磁特性，即軟、硬磁之間具有良好的耦合效應。為探究Co對NdFeB系合金的磁性能影響，本文將采用速凝快淬工藝，以23 m/s的銅輥輪轉速制備Nd2.2Fe13.7-xCoxB1.1薄帶合金樣品。圖2(b）為樣品的磁滯曲線�？煽吹�，當Co元素的添加量為x=3時，其薄帶的矯頑力、剩磁及方形度最佳。當Co含量繼續(xù)增加時，材料矯頑力、剩磁和飽和磁化強度均出現降低。適量Co的添加可替代硬磁相和軟磁相中的Fe原子，提高材料的各相異性場和矯頑力，由于Co的飽和磁化強度比Fe高，因此剩磁會有所提高。其次Co可作為摻雜元素使Nd2Fe14B薄帶在晶化處理后晶粒細小、均勻，改善其微觀組織結構；同時Co原子與晶界處少量的富Nd相形成固溶體，有利于軟硬磁相之間的交換耦合作用，提高矯頑力[15-18]。當Co過量添加時，薄帶合金中會形成Nd2Co14B相，而Nd2Co14B飽和磁極化強度遠低于Nd2Co14B的，因此磁性能隨Co摻雜量的繼續(xù)增加而降低[19]。具體Nd2.2Fe13.7-xCoxB1.1薄帶的磁性能參數如表3所示。

利用Fortan軟件計算出Nd2.2Fe13.7-xCoxB1.1(x=1,2,3,4,5）薄帶合金粉末在2～18GHz范圍的反射率曲線，如圖4所示�？煽闯�，Nd2.2Fe13.7-xCoxB1.1(x=1,2,3,4,5）粉末在C波段均有兩個微波吸收特性峰。圖5為樣品Nd2.2Fe13.7-xCoxB1.1粉末最小反射頻率（f）和最小反射率（R）的變化曲線�？煽闯�，隨著Co含量的增加，其反射峰頻率向高頻區(qū)域移動，當x>3后再向低頻區(qū)移動；第一反射峰頻率f1分別為7.44、8.32、8.72、8.64、7.60 GHz，其對應的最小反射率R1分別為-7.03、-11.85、-25.17、-24.22、-14.17dB。其中在x=3時，樣品粉末在8.72 GHz處最小，反射峰頻率達到最好，為-25.17 dB。因此，添加適量的Co粉可提高Nd2.2Fe13.7-xCoxB1.1在C波段的吸波性能。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2961835