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钕铁硼系HDDR各向异性磁粉的制备还处在工业试验阶段。各向异性的HDDR磁粉是指可在磁场中取向，并且取向后剩磁大于的磁粉。用各向异性的HDDR磁粉制备的粘结磁铁的磁性能比其各向同性的粘结磁铁的高30%~100%，甚至更高。目前，实验室HDDR各向异性磁粉粘结磁铁的BH已达到178。
人们最初认为，在钕铁硼三元系的基础上添加钴或镓或锆是HDDR磁粉各向异性形成的前提条件。1994年N等人通过工艺的调整，制备出钕铁硼三元合金的HDDR各向异性磁粉，这样就加速了对HDDR过程歧化、再化合反应工艺参数与热力学的研究。
钕铁硼化合物与氢的相互作用实际上是由温度与氢气压力两个条件共同决定的。钕铁硼化合物的歧化与再化合的压力与温度的关系图。从动力学说，由于温度低，原子扩散困难，因此它是钕铁硼的亚稳定区。钕铁硼相歧化反应的各向同性体积膨胀率为6。5%，但控制歧化过程的路线，可降低歧化反应的应变能。例如，如果歧化产生为带有方向性的棒状、片状形态，就可以减少歧化时的应变能。根据上述分析，可以认为HDDR磁粉的各向异性与歧化和再化合反应的局域应变能和界面能有关，据此改进了HDDR工艺，从而制成了具有高各向异性的HDDR磁粉 日本爱知制钢公司发展了大批量生产高性能HDDR各向异性钕铁硼磁粉和各向异性粘磁铁的工艺，称为A工艺，或称D工艺。D工艺过程由4个阶段组成。第一阶段氢气压力为0。1MPA，温度约10~200，是钕铁硼母合金主相吸收氢气的阶段，形成钕铁硼BH氢化物。第二阶段的氢气压力控制在0。01~0。25MPA，温度约820，此时钕铁硼BH歧化为三个相，该阶段的氢气压力对钕铁硼磁粉各向异性的形成起关键性的作用。第三阶段温度维持在820，通过抽真空将氢气压力降低到1。0~5。0KPA范围，是脱氢阶段，这一阶段的压力对随后的钕铁硼磁粉的各向异性形成也很重要。第四阶段，仍维持温度820，但抽真空，使2ND和FEB三个相再化合形成钕铁硼相。此时的钕铁硼粉末已成为各向异性的磁粉。
第二阶段氢气压力对三元钕铁硼各向异性磁粉磁性能的影响。可见随氢气压力的升高，磁粉的H逐渐提高，当氢气压力达到0。3MPA以上，H达到饱和值而不再增加，然而随氢气压力的提高，B和BH首先是升高，然后均在0。02MPA的氢压下达到最大值，表明已形成了钕铁硼各向异性磁粉。当进一步提高氢气压力时，B和BH都降低，说明歧化阶段的氢气压力对钕铁硼磁粉各向异性的形成起关键作用，而且获得最佳磁性能的氢气压力范围较窄。
金相观察发现，用传统的HDDR工艺和改进的HDDR工艺制备的钕铁硼的磁粉的显微组织是不同的。按图工艺在950进行传统的HD处理后，歧化产物中NDH是球状的，它镶嵌在铁的基体中。而按图的工艺，在950进行V-HD歧化产物处理后，歧化产物是细小片层状组织，即NDH以长片状形镶嵌在铁基体中。前者的歧化反应是在缓慢加热过程中进行的，歧化反应也是缓慢进行的，这样由于体积变化而产生的应变能就可以充分地释放出来。但为了减少界面能，NDH将以球状的形式存在。在V-HD处理的情况下，歧化反应是在高温短时间内完成的。由于迅速的体积膨胀引起的应变能很大，为了减少应变能，NDH将以长条状形式存大，尽管界面能有所增加。可见V-HD处理的歧化组织具有形状各向异性的特征，它为后面的S-DR处理形成各向异性磁粉准备了组织基础。对显微组织的观察表明，歧化产物显微组织中没有残余的钕铁硼晶核，它是在片条状钕与铁的界面上生成的，并沿界面的长度方向生长，从而形成各向异性。
实验表明，各向异性钕铁硼的HDDR磁粉的磁性能除了与HDDR工艺有密切关系外，还与合金成分、氧含量有关。适当地添加少量其他元素，如添加钴、锆、镓、铌和用少量镝取代钕，可显著提高磁粉的磁性能。采用所示的工艺进行HDDR处理，用所得的HDDR磁粉制备各向异性粘结磁铁的退磁曲线。实验表明，在HDDR工艺中，添加镓可有效地提高矫顽力。添加0。2%镓时，其矫顽力可达到1130KA/M，因为镓可抑制晶粒长大和改善化合后钕铁硼相晶粒表面的各向异性。添加铌可提高其BR，当添加0。1%铌时，其BR可由1。3T提高到1。38T，估计与铌的添加改变了磁铁合金在HDDR过程中的反应速度有关。在添加估的磁铁合金中，获得最佳磁性能的氢气压力随钴含量的提高而提高，钴的添加改变了相变激活能和相变速度，导致最佳氢气压力的变化。同时添加0。3%镓和0。2%铌，在0。03MPA氢气压力下，磁铁合金磁能积BH可从238KJ/M提高到334KJ/M。同时表明获得最佳BR和BH的氢气压力由三元时的0。02MPA提高到0。03MPA，而且获得最佳值的氢气压力范围变宽
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Post By：2009-1-16 16:08:00
