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            燒結釹鐵硼的燒結方式有哪些?

            文章出處:常見問題 責任編輯:東莞市漢疆磁電有限公司 發表時間:2020-11-10
              

            燒結釹鐵硼的燒結是指為了進一步提高磁體的性能和使用性,改進粉末間的接觸性質,提高強度,使磁體具有高性能的顯微組織特征,需要將生坯加熱到粉末基體相熔點以下的溫度并保溫一段時間的工藝。

            燒結是燒結釹鐵硼里極為重要的工藝,所有的生產廠家和廣大的研究者都極為重視。NdFeB粉末壓坯的相對密度一般為50%~70%,孔隙度一般為30%~50%,顆粒間的結合全部都是機械結合,結合的強度極低。
            如果成型壓力非常大時,已經相互接觸的顆粒有的已經產生彈性或者塑性變形,這時樣品較為容易裂開,且其顯微組織不足以產生高的磁性能。

            在生坯的燒結過程中,將發生一系列的物理化學變化。首先,粉末顆粒表面吸附的氣體(包括水蒸氣)排除,有機物(如等靜壓中可能沾上的油或者添加的抗氧化劑和潤滑劑等)的蒸發與揮發,應力的消除,粉末顆粒表面的氧化物的還原,變形粉末顆粒的回復和再結晶。

            其次,原子擴散,物質遷移,顆粒之間的接觸由機械接觸改為物理化學接觸,形成金屬鍵和共價鍵的結合。最后,粉末間的接觸面擴大,出現燒結頸,接下來是燒結頸長大,密度提高,晶粒長大等。

            粉末生坯的孔隙率大,表面積也大,因此表面能也大,同時還具有晶格畸變能,使粉末生坯整體上處于高能狀態。從能量的角度來看,這是不穩定的,具有自發地燒結與粘結成一個致密體的傾向和驅動力。

            因此,在一定溫度的條件下,即動力學允許的情況下,粉末顆粒間的接觸將由點到面,以便減少表面積和表面能。隨著顆粒間的接觸面的擴大,生坯開始收縮和致密化,最后成為一個燒結體。簡言之,燒結就是粉末結合體由生坯變為毛坯的過程。

            燒結釹鐵硼

            燒結分為液相燒結和固相燒結,這兩種燒結方式有很多共同之處。

            1、液相燒結

            釹鐵硼系燒結永磁體由主相(Nd2Fe14B)、富Nd相和富B(Nd1.1Fe4B4)相組成。若該磁體中的B含量小于6.8%,則富B相的成分就很少,那么可以認為磁體是由主相和富Nd相組成的。

            從NdFeB的三元相圖可以看出,主相的熔點約為1185℃,富Nd相的熔點約為655℃(平衡態)。NdFeB系永磁體的燒結溫度一般為1080℃。在該溫度下,一般由固態的主相和液態的富Nd相組成,此時就稱為液相燒結。

            液相燒結的基本過程

            液相燒結大體可以分為三個階段,第一,液相的生成和流動;第二,溶解與析出,即若固相可以溶解在液相中,則當液相出現后,細小的顆粒和大顆粒的突起和棱角部分就會溶解于液相中,當固相在液相中的溶解度超過其飽和度時,就要在大顆粒表面析出;第三,固相燒結,就是如果液相燒結時的液相不足時,部分顆粒間就會直接接觸,從而成為固相燒結。因此可以說固相燒結是液相燒結的后一階段。

            2、固相燒結

            燒結前粉末是機械接觸,在燒結溫度下,為減少表面能,其接觸面積逐漸擴大形成燒結頸。燒結頸的擴大通過原子擴散和物質遷移來實現,其結果就是使得粉末顆粒更加接近,從而導致燒結體致密化。

            液相燒結的致密化

            液相燒結中的各個階段是相互融合的,即在第一個階段還沒有結束時,第二個階段就已經開始,同樣,第二個階段還沒有結束時,第三個階段就已經開始了。

            第一個階段由于液相的形成,收縮率迅速提高,此時的收縮率主要取決于液相的數量。隨燒結溫度的提高,液相數量增加,收縮的量也在增加。

            第二階段主要是固相的析出和和溶解來致密化,且速率減緩。第三階段主要靠固相的擴散或者物質遷移來致密化,致密過程速率進一步減緩。

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