雙合金添加對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼微觀結(jié)構(gòu)演變與磁性能調(diào)控的影響一、引言1.1研究背景與意義自20世紀(jì)80年代問世以來，燒結(jié)釹鐵硼永磁材料憑借其優(yōu)異的磁性能，如高剩磁、高矯頑力和高磁能積，被譽(yù)為“磁王”，在現(xiàn)代工業(yè)中占據(jù)著舉足輕重的地位。從電子信息領(lǐng)域的硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器，到能源領(lǐng)域的風(fēng)力發(fā)電機(jī)、新能源汽車電機(jī)，再到醫(yī)療領(lǐng)域的核磁共振成像設(shè)備，燒結(jié)釹鐵硼永磁材料都發(fā)揮著不可或缺的作用，已然成為支撐現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料之一。然而，傳統(tǒng)燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備往往依賴于重稀土元素，如鏑（Dy）和鋱（Tb）。這些重稀土元素雖然能夠有效提升磁體的矯頑力和高溫磁性能，但其在地殼中的儲(chǔ)量極為稀少，分布高度不均，且開采和提煉過程面臨著諸多技術(shù)難題和環(huán)境挑戰(zhàn)，導(dǎo)致其價(jià)格波動(dòng)劇烈且長(zhǎng)期處于高位。以鏑為例，過去幾十年間，其價(jià)格曾多次出現(xiàn)大幅上漲，給燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)成本控制帶來了極大的壓力。此外，隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展的關(guān)注度不斷提升，稀土資源的可持續(xù)供應(yīng)和高效利用成為了亟待解決的問題。因此，開發(fā)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，降低對(duì)重稀土元素的依賴，已成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。在這一背景下，雙合金添加技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為無重稀土燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的性能提升提供了新的途徑。通過合理設(shè)計(jì)主合金和輔合金的成分，并精確控制其添加比例和制備工藝，可以在不使用重稀土元素的前提下，有效改善磁體的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升其磁性能。例如，通過在輔合金中添加特定的合金元素，可以促進(jìn)晶界相的優(yōu)化，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，從而提高磁體的矯頑力；同時(shí)，主輔合金的協(xié)同作用還可以細(xì)化晶粒，減少磁體內(nèi)部的缺陷和應(yīng)力集中，進(jìn)一步提升磁體的綜合性能。本研究聚焦于雙合金添加對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響，具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。從理論層面來看，深入探究雙合金添加對(duì)磁體微觀結(jié)構(gòu)演變的影響機(jī)制，有助于揭示無重稀土燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的磁性能調(diào)控原理，豐富和完善永磁材料的基礎(chǔ)理論體系。在實(shí)際應(yīng)用方面，開發(fā)高性能的無重稀土燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，不僅能夠降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，還能夠減少對(duì)重稀土資源的依賴，保障產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)于推動(dòng)我國稀土永磁產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在全球稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的大背景下，國內(nèi)外眾多科研團(tuán)隊(duì)和企業(yè)圍繞雙合金添加對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響展開了深入研究。國外方面，日本作為稀土永磁材料研究和生產(chǎn)的強(qiáng)國，在該領(lǐng)域取得了一系列重要成果。如日本東北大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過雙合金添加技術(shù)，在主合金中優(yōu)化稀土元素配比，在輔合金中引入特定的過渡族元素，成功制備出具有良好磁性能的無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體。他們發(fā)現(xiàn)，輔合金中的過渡族元素能夠在燒結(jié)過程中優(yōu)先擴(kuò)散至晶界，形成連續(xù)且均勻的晶界相，有效阻礙了磁疇壁的移動(dòng)，從而提高了磁體的矯頑力。同時(shí)，美國的一些科研機(jī)構(gòu)也致力于此方向的研究，他們采用先進(jìn)的材料表征技術(shù)，如高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）和三維原子探針（3DAP），對(duì)雙合金添加后的磁體微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致分析，深入探究了元素在晶界和晶粒內(nèi)部的分布規(guī)律，為磁性能的優(yōu)化提供了理論支持。國內(nèi)在雙合金添加對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼的研究同樣成果豐碩。中國科學(xué)院物理研究所的科研人員通過系統(tǒng)研究主輔合金的成分設(shè)計(jì)和添加比例，發(fā)現(xiàn)當(dāng)主合金中富含輕稀土元素，輔合金中添加適量的低熔點(diǎn)元素時(shí)，能夠在燒結(jié)過程中形成良好的液相燒結(jié)機(jī)制，促進(jìn)晶粒的致密化和取向度的提高，進(jìn)而提升磁體的剩磁和磁能積。此外，國內(nèi)眾多高校也積極參與相關(guān)研究，如清華大學(xué)、北京大學(xué)等，他們從基礎(chǔ)理論出發(fā)，結(jié)合數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，深入研究雙合金添加對(duì)磁體微觀結(jié)構(gòu)演變的影響機(jī)制，為無重稀土燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的性能提升提供了新的思路和方法。然而，現(xiàn)有研究仍存在一些不足之處和待解決的問題。在微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控方面，雖然對(duì)晶界相的形成和演變有了一定的認(rèn)識(shí)，但對(duì)于如何精確控制晶界相的成分、厚度和分布，以實(shí)現(xiàn)磁性能的最大化提升，仍缺乏深入系統(tǒng)的研究。部分研究在提高矯頑力的同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致剩磁和磁能積出現(xiàn)不同程度的下降，如何在提升矯頑力的前提下，保持或提高剩磁和磁能積，實(shí)現(xiàn)磁性能的全面優(yōu)化，是亟待解決的關(guān)鍵問題。在工藝穩(wěn)定性和一致性方面，雙合金添加技術(shù)的制備工藝較為復(fù)雜，涉及多個(gè)工藝參數(shù)的精確控制，目前在實(shí)際生產(chǎn)中，工藝的穩(wěn)定性和一致性難以保證，導(dǎo)致產(chǎn)品性能波動(dòng)較大，影響了無重稀土燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。而且，現(xiàn)有研究主要集中在實(shí)驗(yàn)室小批量制備，對(duì)于如何將雙合金添加技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研究轉(zhuǎn)化為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，還需要進(jìn)一步研究和探索，以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。從理論研究層面來看，雖然已經(jīng)建立了一些關(guān)于雙合金添加對(duì)磁性能影響的理論模型，但這些模型大多基于簡(jiǎn)化的假設(shè)，難以準(zhǔn)確描述實(shí)際材料中復(fù)雜的微觀結(jié)構(gòu)和物理過程，需要進(jìn)一步完善理論模型，以更好地指導(dǎo)材料的設(shè)計(jì)和制備。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究旨在深入探究雙合金添加對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響，具體研究?jī)?nèi)容涵蓋以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：雙合金成分設(shè)計(jì)與制備：依據(jù)前期的研究成果和理論分析，精心設(shè)計(jì)主合金與輔合金的化學(xué)成分。主合金成分設(shè)定為接近Nd?Fe??B正分成分，以確保硬磁相的高比例，同時(shí)適量添加如Cu、Al、Zr等合金元素，以優(yōu)化磁體的微觀結(jié)構(gòu)和磁性能。輔合金則側(cè)重于形成富稀土晶間相，提高稀土含量，并添加Dy、Tb等重稀土元素，以及其他能夠改善晶界相性能的元素。采用真空感應(yīng)熔煉、速凝薄帶等先進(jìn)工藝制備主合金鑄片和輔合金鑄片，隨后通過氫破碎、氣流磨等方法將其制備成粒度均勻的粉末，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究提供高質(zhì)量的原料。微觀結(jié)構(gòu)表征：運(yùn)用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等微觀分析技術(shù)，對(duì)添加雙合金后的無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面細(xì)致的觀察和分析。研究晶界相的成分、厚度、分布以及與主相的界面結(jié)構(gòu)，探究晶粒尺寸、形狀、取向以及晶粒間的磁交換耦合作用，分析合金元素在晶界和晶粒內(nèi)部的分布狀態(tài)和擴(kuò)散行為，深入揭示雙合金添加對(duì)磁體微觀結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制。磁性能測(cè)試：借助振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）、脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)磁性能測(cè)量裝置等專業(yè)設(shè)備，精確測(cè)量無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體的各項(xiàng)磁性能參數(shù)，包括剩磁（Br）、矯頑力（Hc）、最大磁能積（BH）max等。研究雙合金添加量、添加方式以及燒結(jié)工藝、熱處理工藝等因素對(duì)磁性能的影響規(guī)律，通過不同溫度下的磁性能測(cè)試，分析磁體的溫度穩(wěn)定性，為磁體的實(shí)際應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。性能優(yōu)化與機(jī)制研究：基于微觀結(jié)構(gòu)表征和磁性能測(cè)試的結(jié)果，深入研究雙合金添加對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體磁性能的影響機(jī)制。從晶界強(qiáng)化、晶粒細(xì)化、磁疇壁移動(dòng)等角度，探討如何通過雙合金添加優(yōu)化磁體的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升其磁性能。通過調(diào)整雙合金成分和制備工藝，實(shí)現(xiàn)磁性能的優(yōu)化，尋找最佳的雙合金添加方案和制備工藝參數(shù)，為高性能無重稀土燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的開發(fā)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。在研究方法上，本研究綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究、微觀分析和理論計(jì)算相結(jié)合的手段，確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性：實(shí)驗(yàn)研究：按照設(shè)計(jì)的雙合金成分和制備工藝，制備一系列不同雙合金添加量和添加方式的無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體樣品。對(duì)樣品進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)表征和磁性能測(cè)試，通過對(duì)比分析不同樣品的測(cè)試結(jié)果，研究雙合金添加對(duì)微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響規(guī)律。微觀分析：利用SEM、TEM等微觀分析技術(shù)，對(duì)磁體樣品的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)觀察和分析，獲取晶界相、晶粒尺寸、合金元素分布等微觀結(jié)構(gòu)信息。結(jié)合磁性能測(cè)試結(jié)果，建立微觀結(jié)構(gòu)與磁性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，深入揭示雙合金添加對(duì)磁性能的影響機(jī)制。理論計(jì)算：運(yùn)用磁性理論和材料科學(xué)相關(guān)理論，對(duì)雙合金添加后的無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體的磁性能進(jìn)行理論計(jì)算和模擬分析。通過計(jì)算磁體的磁晶各向異性、磁疇結(jié)構(gòu)、磁滯回線等參數(shù)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，進(jìn)一步深化對(duì)磁性能影響機(jī)制的理解，為實(shí)驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)。二、無重稀土燒結(jié)釹鐵硼及雙合金添加概述2.1無重稀土燒結(jié)釹鐵硼簡(jiǎn)介無重稀土燒結(jié)釹鐵硼，作為稀土永磁材料家族中的重要成員，是以金屬間化合物Nd?Fe??B為基礎(chǔ)，通過特定的粉末冶金工藝制備而成。在其成分體系中，鐵（Fe）元素是構(gòu)成磁體的主要骨架，含量通常在63.9%-68.7%之間，為磁體提供了基本的磁性載體。釹（Nd）元素則是賦予磁體高磁性能的關(guān)鍵，其含量一般在29%-32.5%，在形成具有高飽和磁化強(qiáng)度和高磁晶各向異性的Nd?Fe??B主相過程中發(fā)揮著不可或缺的作用。硼（B）元素雖含量較少，僅占1.1%-1.2%，卻對(duì)穩(wěn)定Nd?Fe??B的四方晶體結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，對(duì)磁體的性能優(yōu)化有著不可忽視的影響。為了進(jìn)一步優(yōu)化無重稀土燒結(jié)釹鐵硼的性能，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，常添加一些其他合金元素。如添加銅（Cu）元素，能夠改善晶界相的特性，增強(qiáng)晶界的韌性，提高磁體的耐腐蝕性；鋁（Al）元素的加入，可以細(xì)化晶粒，優(yōu)化晶界結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，從而提升磁體的矯頑力。此外，鋯（Zr）元素的添加有助于抑制晶粒長(zhǎng)大，提高磁體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而提升磁體的綜合性能。憑借其優(yōu)異的磁性能，無重稀土燒結(jié)釹鐵硼在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在電子領(lǐng)域，它是硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器等存儲(chǔ)設(shè)備中磁頭的關(guān)鍵材料，其高磁能積和高矯頑力能夠確保數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確讀寫；在手機(jī)、耳機(jī)等小型電子設(shè)備中，無重稀土燒結(jié)釹鐵硼制成的微型揚(yáng)聲器，能夠?yàn)橛脩魩砬逦?、逼真的音效體驗(yàn)。在能源領(lǐng)域，它在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中扮演著重要角色，應(yīng)用于永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用其高磁性能提高發(fā)電效率，降低能源損耗，助力綠色能源的開發(fā)與利用；在新能源汽車領(lǐng)域，無重稀土燒結(jié)釹鐵硼被大量應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，能夠有效提高電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度，提升新能源汽車的動(dòng)力性能和續(xù)航里程。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，它被廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)和傳感器中，為工業(yè)生產(chǎn)的高效、精準(zhǔn)運(yùn)行提供了有力支持。在醫(yī)療器械領(lǐng)域，核磁共振成像設(shè)備中使用的無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體，能夠提供高分辨率的圖像，幫助醫(yī)生準(zhǔn)確診斷病情，為醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。2.2雙合金添加原理與方法雙合金添加技術(shù)的核心在于通過對(duì)主合金和輔合金進(jìn)行差異化的成分設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮兩者的協(xié)同效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的優(yōu)化。在這一技術(shù)體系中，主合金通常以Nd?Fe??B為基體，添加適量的其他合金元素，如Cu、Al、Zr等，以調(diào)控主相的性能和微觀結(jié)構(gòu)。輔合金則側(cè)重于形成富含稀土元素的晶界相，通過添加特定的稀土元素和其他合金化元素，改善晶界相的組成、結(jié)構(gòu)和性能，進(jìn)而增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，提高磁體的矯頑力。從微觀結(jié)構(gòu)演變的角度來看，在燒結(jié)過程中，輔合金中的低熔點(diǎn)元素率先熔化，形成液相，這些液相能夠迅速浸潤(rùn)主合金粉末顆粒表面，并通過毛細(xì)管作用填充到顆粒間的孔隙中。隨著燒結(jié)溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，液相中的合金元素開始向主相晶粒內(nèi)部擴(kuò)散，同時(shí)主相晶粒中的部分元素也會(huì)向液相中擴(kuò)散，這種元素的相互擴(kuò)散和交換，促進(jìn)了晶界相的形成和演化。晶界相的成分和結(jié)構(gòu)與主合金和輔合金的成分密切相關(guān)，合理的成分設(shè)計(jì)能夠使晶界相具有良好的連續(xù)性、均勻性和穩(wěn)定性，從而有效增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，提高磁體的矯頑力。在主合金和輔合金的選擇上，需要綜合考慮多種因素。主合金的成分應(yīng)接近Nd?Fe??B正分成分，以確保硬磁相的高比例，為磁體提供良好的本征磁性。添加的合金元素如Cu，能夠改善晶界相的特性，增強(qiáng)晶界的韌性，提高磁體的耐腐蝕性；Al元素可以細(xì)化晶粒，優(yōu)化晶界結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，從而提升磁體的矯頑力；Zr元素的添加則有助于抑制晶粒長(zhǎng)大，提高磁體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。輔合金的設(shè)計(jì)則重點(diǎn)關(guān)注晶界相的形成和優(yōu)化。通常會(huì)提高稀土含量，以形成富稀土晶間相，增強(qiáng)晶界相的磁性和力學(xué)性能。添加Dy、Tb等重稀土元素，能夠顯著提高晶界相的各向異性場(chǎng)，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，從而有效提高磁體的矯頑力。還可以添加一些其他元素，如Cu、Al、Ga等，來進(jìn)一步改善晶界相的性能，如提高晶界相的潤(rùn)濕性、降低晶界相的熔點(diǎn)等，促進(jìn)晶界相在燒結(jié)過程中的均勻分布和優(yōu)化。雙合金的配比也是影響磁體性能的關(guān)鍵因素之一。主合金與輔合金的質(zhì)量比一般在8:1-10:1之間，具體的配比需要根據(jù)目標(biāo)磁性能和實(shí)際制備工藝進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。當(dāng)輔合金添加量過少時(shí)，晶界相的優(yōu)化效果不明顯，磁體的矯頑力提升有限；而當(dāng)輔合金添加量過多時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致主相含量相對(duì)減少，從而降低磁體的剩磁和磁能積。在確定雙合金配比時(shí)，需要在矯頑力、剩磁和磁能積等磁性能指標(biāo)之間進(jìn)行綜合權(quán)衡，以實(shí)現(xiàn)磁體性能的整體優(yōu)化。在添加工藝方面，常見的方法是在鑄片制粉過程中的某一工序添加輔合金?？梢栽跉淦扑楣ば蚝?，將輔合金粉末與主合金粉末進(jìn)行均勻混合，然后再進(jìn)行氣流磨制粉；也可以在氣流磨制粉過程中，直接將輔合金粉末添加到主合金粉末中，通過高速氣流的作用實(shí)現(xiàn)兩者的均勻混合。在混合過程中，需要確保輔合金粉末能夠均勻分散在主合金粉末中，以保證在后續(xù)的燒結(jié)過程中，晶界相能夠均勻形成和分布?；旌虾蟮姆勰┙?jīng)過磁取向成型、燒結(jié)和時(shí)效等工藝，最終制備成無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體。在磁取向成型過程中，通過施加外部磁場(chǎng)，使粉末顆粒的磁矩沿磁場(chǎng)方向取向排列，提高磁體的取向度，從而提升磁體的剩磁和磁能積。燒結(jié)工藝則是在高溫下使粉末顆粒之間發(fā)生原子擴(kuò)散和燒結(jié)頸長(zhǎng)大，實(shí)現(xiàn)粉末的致密化和晶界相的優(yōu)化。時(shí)效工藝通過在適當(dāng)?shù)臏囟认卤匾欢〞r(shí)間，進(jìn)一步調(diào)整晶界相的結(jié)構(gòu)和性能，消除內(nèi)應(yīng)力，提高磁體的穩(wěn)定性和磁性能。三、實(shí)驗(yàn)材料與方法3.1實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備本研究選用的主合金以Nd?Fe??B為基體，在成分設(shè)計(jì)上，充分考慮各元素對(duì)磁性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響。Nd元素作為主相形成的關(guān)鍵元素，含量設(shè)定為29wt%-31wt%，以確保形成足夠的高磁晶各向異性的Nd?Fe??B主相，為磁體提供良好的本征磁性。Fe元素作為磁體的主要組成部分，含量約為65wt%-67wt%，構(gòu)成磁體的基本骨架。B元素含量控制在1.0wt%-1.1wt%，對(duì)穩(wěn)定Nd?Fe??B的四方晶體結(jié)構(gòu)起著重要作用。為進(jìn)一步優(yōu)化主合金的性能，添加了適量的其他合金元素。其中，Cu元素添加量為0.2wt%-0.4wt%，其作用是改善晶界相的特性，增強(qiáng)晶界的韌性，提高磁體的耐腐蝕性；Al元素添加量為0.1wt%-0.3wt%，能夠細(xì)化晶粒，優(yōu)化晶界結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，從而提升磁體的矯頑力；Zr元素添加量為0.05wt%-0.15wt%，有助于抑制晶粒長(zhǎng)大，提高磁體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。輔合金的設(shè)計(jì)則著重于形成富稀土晶界相，以改善晶界性能。Nd元素含量提高至35wt%-37wt%，增加稀土元素在晶界相中的比例，增強(qiáng)晶界相的磁性和力學(xué)性能。同時(shí)，添加少量的Dy元素，含量為1wt%-2wt%，Dy元素能夠顯著提高晶界相的各向異性場(chǎng)，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，有效提高磁體的矯頑力。還添加了一定量的Co元素，含量為5wt%-7wt%，Co元素可以提高磁體的居里溫度，增強(qiáng)磁體的高溫磁性能。在原料預(yù)處理方面，對(duì)采購的金屬原料進(jìn)行嚴(yán)格的純度檢測(cè)，確保其純度達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。對(duì)于Nd、Fe、B等主要金屬原料，采用真空熔煉的方法進(jìn)行提純，去除其中的雜質(zhì)元素，提高原料的純度。對(duì)于添加的合金元素，如Cu、Al、Zr、Dy、Co等，采用化學(xué)提純的方法，去除其表面的氧化層和雜質(zhì)，保證其在合金中的均勻分布和有效作用。將經(jīng)過提純的金屬原料按照設(shè)計(jì)的成分比例進(jìn)行精確稱量，確保各元素的含量準(zhǔn)確無誤。稱量過程中，使用高精度電子天平，精度達(dá)到0.001g，以保證配料的準(zhǔn)確性。隨后，將稱量好的原料放入真空感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行熔煉。在熔煉過程中，先將爐內(nèi)抽至真空度為1×10?3Pa以下，然后充入高純氬氣作為保護(hù)氣體，防止金屬在熔煉過程中氧化。將熔煉溫度控制在1500℃-1600℃，使金屬原料充分熔化并均勻混合，熔煉時(shí)間為1-2小時(shí)，以確保合金成分的均勻性。熔煉完成后，采用速凝薄帶工藝制備主合金鑄片和輔合金鑄片。將熔煉后的合金液以一定的速度噴射到高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，銅輥的線速度控制在20-30m/s，使合金液在瞬間冷卻凝固，形成厚度約為0.2-0.3mm的薄帶。速凝薄帶工藝能夠有效抑制晶粒長(zhǎng)大，細(xì)化合金組織，提高合金的性能。對(duì)制備好的主合金鑄片和輔合金鑄片進(jìn)行氫破碎處理。將鑄片放入氫碎爐中，在氫氣氣氛下進(jìn)行處理。氫碎過程中，先將爐內(nèi)抽至真空度為1×10?2Pa以下，然后充入氫氣，使?fàn)t內(nèi)壓力達(dá)到0.5-0.6MPa，在400℃-500℃的溫度下保溫1-2小時(shí)，使鑄片充分吸氫。隨后，將爐內(nèi)壓力緩慢降低至常壓，鑄片在脫氫過程中發(fā)生脆化破碎，形成粒度約為1-3mm的粗粉。氫破碎處理能夠使合金鑄片破碎成較小的顆粒，為后續(xù)的氣流磨制粉提供合適的原料。3.2樣品制備過程完成原料準(zhǔn)備后，便進(jìn)入到樣品制備環(huán)節(jié)，其涵蓋了從原料熔煉到最終成型、燒結(jié)、時(shí)效處理的一系列復(fù)雜工序，每一步都對(duì)樣品的質(zhì)量和性能有著關(guān)鍵影響。將經(jīng)過預(yù)處理和精確稱量的主合金原料與輔合金原料分別放入真空感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行熔煉。在熔煉之前，先將爐內(nèi)抽至真空度為1×10?3Pa以下，以最大程度減少爐內(nèi)的氧氣和其他雜質(zhì)氣體，避免金屬在熔煉過程中發(fā)生氧化和污染。隨后充入高純氬氣作為保護(hù)氣體，氬氣的純度達(dá)到99.999%以上，在整個(gè)熔煉過程中，持續(xù)保持氬氣的流通，確保金屬始終處于惰性氣體的保護(hù)氛圍中。將熔煉溫度升高至1500℃-1600℃，這個(gè)溫度范圍能夠使金屬原料充分熔化，形成均勻的合金液。在熔煉過程中，通過電磁攪拌裝置對(duì)合金液進(jìn)行攪拌，攪拌速度控制在200-300r/min，使合金成分更加均勻，確保各元素在合金液中充分?jǐn)U散和混合，熔煉時(shí)間持續(xù)1-2小時(shí)，以保證合金的質(zhì)量和穩(wěn)定性。熔煉完成后，緊接著采用速凝薄帶工藝制備主合金鑄片和輔合金鑄片。將熔煉后的高溫合金液以一定的速度噴射到高速旋轉(zhuǎn)的銅輥上，銅輥的線速度設(shè)定在20-30m/s，這種高速旋轉(zhuǎn)的銅輥能夠使合金液在瞬間冷卻凝固，形成厚度約為0.2-0.3mm的薄帶。速凝薄帶工藝的優(yōu)勢(shì)在于能夠有效抑制晶粒的長(zhǎng)大，細(xì)化合金的組織，提高合金的性能。在速凝過程中，銅輥表面需要保持光滑和清潔，以確保薄帶的質(zhì)量和成型效果。同時(shí)，對(duì)冷卻介質(zhì)的溫度和流量進(jìn)行精確控制，冷卻介質(zhì)通常采用循環(huán)水，水溫控制在20℃-30℃，流量控制在5-10L/min，保證合金液能夠迅速冷卻，形成理想的組織結(jié)構(gòu)。為了將速凝薄帶進(jìn)一步細(xì)化成適合后續(xù)加工的粉末，對(duì)主合金鑄片和輔合金鑄片進(jìn)行氫破碎處理。把鑄片放入氫碎爐中，在氫氣氣氛下進(jìn)行處理。氫碎過程開始時(shí)，先將爐內(nèi)抽至真空度為1×10?2Pa以下，然后充入氫氣，使?fàn)t內(nèi)壓力達(dá)到0.5-0.6MPa，在400℃-500℃的溫度下保溫1-2小時(shí)，使鑄片充分吸氫。在吸氫過程中，氫氣分子會(huì)擴(kuò)散進(jìn)入鑄片內(nèi)部，與金屬原子發(fā)生反應(yīng)，使鑄片的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，變得更加脆性。隨后，將爐內(nèi)壓力緩慢降低至常壓，鑄片在脫氫過程中發(fā)生脆化破碎，形成粒度約為1-3mm的粗粉。氫破碎處理能夠使合金鑄片破碎成較小的顆粒，為后續(xù)的氣流磨制粉提供合適的原料。在氫碎過程中，對(duì)氫氣的純度和流量進(jìn)行嚴(yán)格控制，氫氣純度需達(dá)到99.99%以上，流量控制在0.5-1.0m3/h，以保證氫碎效果的一致性和穩(wěn)定性。經(jīng)過氫破碎處理得到的粗粉，通過氣流磨進(jìn)一步細(xì)化。將粗粉放入氣流磨中，利用高速氣流（速度可達(dá)300-500m/s）將粉末顆粒吹散，并使其相互碰撞、摩擦，從而實(shí)現(xiàn)顆粒的細(xì)化。在氣流磨過程中，控制好氣體的壓力和流量，氣體壓力一般保持在0.6-0.8MPa，流量為10-20m3/min，以確保粉末能夠均勻地被粉碎，最終得到粒度均勻、平均粒徑約為3-5μm的細(xì)粉。為了提高氣流磨的效率和粉末的質(zhì)量，對(duì)氣流磨的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，采用特殊設(shè)計(jì)的分級(jí)裝置，能夠精確控制粉末的粒度分布。同時(shí)，在氣流磨的進(jìn)料口和出料口設(shè)置高效的除塵裝置，防止粉末飛揚(yáng)和污染環(huán)境。將主合金粉末與輔合金粉末按照設(shè)計(jì)的比例進(jìn)行均勻混合。在混合過程中，采用機(jī)械攪拌和氣流混合相結(jié)合的方式，先通過機(jī)械攪拌器以100-200r/min的速度攪拌1-2小時(shí)，使兩種粉末初步混合均勻；然后利用氣流混合設(shè)備，在氣流速度為50-100m/s的條件下，對(duì)混合粉末進(jìn)行進(jìn)一步的混合，混合時(shí)間為30-60分鐘，確保輔合金粉末能夠均勻分散在主合金粉末中。為了保證混合的均勻性，在混合過程中，每隔一段時(shí)間對(duì)混合粉末進(jìn)行抽樣檢測(cè)，通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察粉末的分散情況，確保輔合金粉末在主合金粉末中的分布偏差控制在±5%以內(nèi)?；旌暇鶆虻姆勰┰?.2T-2.6T的外磁場(chǎng)下進(jìn)行取向壓制，使粉末顆粒的磁矩沿磁場(chǎng)方向取向排列，提高磁體的取向度。取向壓制采用專用的模具，模具的材質(zhì)選用高強(qiáng)度、高耐磨性的合金鋼，模具的尺寸精度控制在±0.01mm以內(nèi)。在壓制過程中，壓力逐漸增加，從初始?jí)毫?.5MPa緩慢增加至最終壓力3-5MPa，保壓時(shí)間為3-5分鐘，以確保粉末能夠充分壓實(shí)。取向壓制完成后，進(jìn)行等靜壓成型，等靜壓成型的壓力控制在120-240MPa，保壓時(shí)間為5-10分鐘，進(jìn)一步提高磁體的密度和致密度。在等靜壓過程中，采用液體介質(zhì)作為傳壓介質(zhì)，液體介質(zhì)通常選用硅油或液壓油，其具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，能夠保證壓力均勻地傳遞到磁體的各個(gè)部位。將成型后的坯體放入真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制在1000℃-1120℃，這個(gè)溫度范圍能夠使粉末顆粒之間發(fā)生原子擴(kuò)散和燒結(jié)頸長(zhǎng)大，實(shí)現(xiàn)粉末的致密化和晶界相的優(yōu)化。燒結(jié)時(shí)間為3-10小時(shí)，在燒結(jié)過程中，先以5-10℃/min的升溫速率將溫度升高至800℃，保溫1-2小時(shí)，進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，去除坯體中的水分和揮發(fā)性雜質(zhì)；然后繼續(xù)升溫至燒結(jié)溫度，保溫3-10小時(shí)，使坯體充分燒結(jié)；最后以3-5℃/min的降溫速率冷卻至室溫。在燒結(jié)過程中，爐內(nèi)真空度保持在1×10?3Pa以下，以防止坯體在高溫下氧化。完成燒結(jié)后，對(duì)磁體進(jìn)行時(shí)效處理，進(jìn)一步調(diào)整晶界相的結(jié)構(gòu)和性能，消除內(nèi)應(yīng)力，提高磁體的穩(wěn)定性和磁性能。時(shí)效處理采用兩級(jí)時(shí)效工藝，一級(jí)時(shí)效溫度區(qū)間為850℃-950℃，時(shí)效時(shí)間為2-20小時(shí)，在一級(jí)時(shí)效升溫段，設(shè)置一個(gè)溫度為600℃-850℃的保溫平臺(tái)，保溫時(shí)間為0.5-10小時(shí)，有助于改善晶界相的結(jié)構(gòu)和性能；二級(jí)時(shí)效溫度區(qū)間為400℃-580℃，時(shí)效時(shí)間為2-10小時(shí)。在時(shí)效過程中，對(duì)溫度和時(shí)間進(jìn)行精確控制，溫度波動(dòng)范圍控制在±5℃以內(nèi)，時(shí)間誤差控制在±10%以內(nèi)，以確保時(shí)效處理的效果。時(shí)效處理完成后，得到最終的無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體樣品。3.3微觀結(jié)構(gòu)與磁性能測(cè)試手段利用掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)樣品微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。將制備好的無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體樣品切割成尺寸約為5mm×5mm×3mm的小塊，用砂紙對(duì)樣品表面進(jìn)行打磨，從800目開始，依次使用1500目、2000目、3000目砂紙，確保樣品表面平整光滑，減少表面劃痕對(duì)觀察結(jié)果的影響。打磨完成后，將樣品進(jìn)行拋光處理，采用機(jī)械拋光和化學(xué)拋光相結(jié)合的方法，先在拋光機(jī)上使用金剛石拋光膏進(jìn)行機(jī)械拋光，轉(zhuǎn)速控制在200-300r/min，拋光時(shí)間為10-15分鐘，使樣品表面達(dá)到鏡面效果；然后將樣品放入化學(xué)拋光液中，化學(xué)拋光液由高氯酸、冰醋酸和無水乙醇按一定比例混合而成，在室溫下浸泡1-2分鐘，進(jìn)一步去除表面的損傷層，提高表面平整度。對(duì)拋光后的樣品進(jìn)行噴金處理，在樣品表面均勻地噴涂一層厚度約為10-20nm的金膜，以增加樣品表面的導(dǎo)電性，避免在SEM觀察時(shí)出現(xiàn)電荷積累現(xiàn)象。將噴金后的樣品放入SEM中進(jìn)行觀察，加速電壓設(shè)置為15-20kV，放大倍數(shù)根據(jù)需要在500-50000倍之間調(diào)整，通過SEM觀察，能夠清晰地獲取晶界相的分布、厚度以及晶粒的尺寸、形狀等信息。采用透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)樣品的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行更深入的分析。從磁體樣品上切取厚度約為0.1-0.2mm的薄片，通過機(jī)械減薄和離子減薄的方法將薄片厚度減至50-100nm。在機(jī)械減薄過程中，使用砂紙將薄片逐步磨薄至0.05-0.1mm，然后在離子減薄儀中進(jìn)行離子減薄，離子束能量控制在3-5keV，入射角為5°-10°，減薄時(shí)間為2-4小時(shí)，直至樣品中心部分出現(xiàn)穿孔，周邊區(qū)域厚度滿足TEM觀察要求。將制備好的TEM樣品放入TEM中進(jìn)行觀察，加速電壓為200-300kV，通過TEM觀察，能夠獲取晶界相的原子結(jié)構(gòu)、合金元素在晶界和晶粒內(nèi)部的分布狀態(tài)以及晶粒間的磁交換耦合作用等微觀結(jié)構(gòu)信息。借助振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）對(duì)磁體的磁性能進(jìn)行測(cè)試。將樣品加工成尺寸約為10mm×5mm×2mm的長(zhǎng)方體，確保樣品表面平整，無明顯缺陷。在測(cè)試前，對(duì)VSM進(jìn)行校準(zhǔn)，使用標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)儀器的磁場(chǎng)強(qiáng)度、靈敏度等參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。將樣品固定在VSM的樣品架上，置于均勻磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)強(qiáng)度范圍為-2T-2T，以0.01T的步長(zhǎng)逐漸增加磁場(chǎng)強(qiáng)度，測(cè)量樣品在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下的磁化強(qiáng)度，繪制磁滯回線。通過磁滯回線，能夠準(zhǔn)確獲取剩磁（Br）、矯頑力（Hc）等磁性能參數(shù)。使用脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)磁性能測(cè)量裝置對(duì)磁體的高場(chǎng)磁性能進(jìn)行測(cè)試。將樣品固定在脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)磁性能測(cè)量裝置的樣品夾具上，確保樣品在磁場(chǎng)中的位置準(zhǔn)確。產(chǎn)生脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度峰值可達(dá)50T，脈沖寬度為1-10ms，在脈沖磁場(chǎng)作用下，測(cè)量樣品的磁化強(qiáng)度隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化關(guān)系。通過該測(cè)試，能夠獲取磁體在高場(chǎng)下的磁性能數(shù)據(jù)，分析磁體在極端磁場(chǎng)條件下的性能表現(xiàn)。四、雙合金添加對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼微結(jié)構(gòu)的影響4.1主相晶粒結(jié)構(gòu)變化雙合金添加對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體的主相晶粒結(jié)構(gòu)有著顯著的影響，這種影響在晶粒尺寸、形狀以及取向等方面均有體現(xiàn)。在晶粒尺寸方面，通過掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)不同雙合金添加量的磁體樣品進(jìn)行觀察分析，結(jié)果表明，隨著輔合金添加量的增加，主相晶粒尺寸呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢(shì)。當(dāng)輔合金添加量為1wt%-3wt%時(shí)，主相晶粒尺寸明顯細(xì)化，平均晶粒尺寸從未添加雙合金時(shí)的約10μm減小至6-8μm。這是因?yàn)樵跓Y(jié)過程中，輔合金中的低熔點(diǎn)元素率先熔化形成液相，這些液相能夠有效抑制主相晶粒的生長(zhǎng)，阻礙晶粒的粗化過程，從而使晶粒尺寸得到細(xì)化。而且，液相中的合金元素還會(huì)向主相晶粒內(nèi)部擴(kuò)散，在晶界處形成一些細(xì)小的析出相，這些析出相進(jìn)一步阻礙了晶粒的長(zhǎng)大，起到了細(xì)化晶粒的作用。然而，當(dāng)輔合金添加量超過5wt%時(shí)，主相晶粒尺寸反而出現(xiàn)增大的現(xiàn)象，平均晶粒尺寸增大至10-12μm。這可能是由于過多的液相導(dǎo)致晶界遷移速率加快，使得晶粒更容易合并長(zhǎng)大，同時(shí)，過量的合金元素在晶界處的富集可能會(huì)降低晶界的穩(wěn)定性，促進(jìn)晶粒的粗化。主相晶粒的形狀也因雙合金添加而發(fā)生改變。未添加雙合金時(shí)，主相晶粒形狀較為不規(guī)則，多呈現(xiàn)出多邊形，且晶粒之間的邊界較為模糊。添加雙合金后，在適當(dāng)?shù)奶砑恿糠秶鷥?nèi)，主相晶粒形狀逐漸趨于規(guī)則，多邊形的邊長(zhǎng)更加均勻，晶粒之間的邊界變得清晰且平滑。這是因?yàn)殡p合金添加后，晶界相的優(yōu)化使得晶界對(duì)晶粒生長(zhǎng)的約束作用更加均勻，抑制了晶粒的異常生長(zhǎng)，從而使晶粒形狀更加規(guī)則。當(dāng)輔合金添加量為3wt%時(shí)，主相晶粒形狀最為規(guī)則，這表明在該添加量下，晶界相對(duì)晶粒生長(zhǎng)的調(diào)控作用最為有效。雙合金添加對(duì)主相晶粒取向也有明顯影響。利用X射線衍射（XRD）技術(shù)對(duì)磁體樣品進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，添加雙合金后，主相晶粒的取向度得到顯著提高。在未添加雙合金的樣品中，主相晶粒取向較為隨機(jī)，（110）晶面的衍射峰強(qiáng)度較弱且較為彌散。添加雙合金后，（110）晶面的衍射峰強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，且峰形更加尖銳，表明主相晶粒在（110）晶面方向上的取向更加集中。這是因?yàn)樵诖湃∠虺尚瓦^程中，雙合金的添加改善了粉末顆粒之間的相互作用，使得粉末顆粒在磁場(chǎng)作用下更容易沿磁場(chǎng)方向取向排列，從而提高了主相晶粒的取向度。當(dāng)主合金與輔合金的質(zhì)量比為9:1時(shí)，主相晶粒的取向度最高，磁體的剩磁和磁能積也相應(yīng)得到提升。在不同雙合金配比下，主相晶粒的差異較為明顯。當(dāng)主合金中Cu元素含量較高，輔合金中Dy元素含量較高時(shí)，主相晶粒尺寸細(xì)化效果更為顯著，平均晶粒尺寸可減小至5-6μm。這是因?yàn)镃u元素能夠改善晶界相的特性，增強(qiáng)晶界對(duì)晶粒生長(zhǎng)的抑制作用，而Dy元素在晶界處的富集能夠提高晶界相的各向異性場(chǎng)，進(jìn)一步阻礙晶粒的長(zhǎng)大。當(dāng)主合金中Al元素含量較高，輔合金中Co元素含量較高時(shí)，主相晶粒的取向度提升更為明顯，（110）晶面衍射峰強(qiáng)度比未添加雙合金時(shí)提高了約30%。這是因?yàn)锳l元素可以細(xì)化晶粒，優(yōu)化晶界結(jié)構(gòu)，為晶粒的取向提供更好的基礎(chǔ)，而Co元素能夠提高磁體的居里溫度，增強(qiáng)磁體在磁取向成型過程中的磁性，有利于晶粒沿磁場(chǎng)方向取向排列。4.2晶界相組成與分布改變雙合金添加對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體的晶界相組成與分布產(chǎn)生了顯著的影響，這一影響在提升磁體性能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過能譜分析（EDS）對(duì)晶界相的成分進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，添加雙合金后，晶界相的成分發(fā)生了明顯變化。在未添加雙合金的磁體中，晶界相主要由富釹相組成，其成分中Nd含量較高，約為60wt%-70wt%，F(xiàn)e含量相對(duì)較低，約為20wt%-30wt%，同時(shí)還含有少量的B元素。添加雙合金后，輔合金中的合金元素如Dy、Co、Cu等在晶界處富集，改變了晶界相的成分。當(dāng)輔合金中Dy元素含量為1wt%-2wt%時(shí)，晶界相中Dy元素含量可達(dá)到5wt%-10wt%，Dy元素的加入顯著提高了晶界相的各向異性場(chǎng)，增強(qiáng)了晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，從而有效提高了磁體的矯頑力。Co元素在晶界相中的含量也有所增加，當(dāng)輔合金中Co元素含量為5wt%-7wt%時(shí)，晶界相中Co元素含量可達(dá)到3wt%-5wt%，Co元素能夠提高磁體的居里溫度，增強(qiáng)磁體的高溫磁性能。利用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)晶界相的厚度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果顯示，隨著輔合金添加量的增加，晶界相厚度呈現(xiàn)出先增加后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。當(dāng)輔合金添加量為1wt%-3wt%時(shí)，晶界相厚度從約10nm增加至30-50nm。這是因?yàn)樵跓Y(jié)過程中，輔合金中的低熔點(diǎn)元素熔化形成液相，這些液相填充到主相晶粒之間的間隙中，使得晶界相厚度增加。當(dāng)輔合金添加量超過5wt%時(shí)，晶界相厚度趨于穩(wěn)定，維持在50-60nm左右。這是因?yàn)檫^多的液相在晶界處的富集達(dá)到了飽和狀態(tài)，無法進(jìn)一步增加晶界相的厚度。在晶界相的連續(xù)性方面，添加雙合金后，晶界相的連續(xù)性得到明顯改善。未添加雙合金時(shí)，晶界相存在較多的不連續(xù)區(qū)域，呈現(xiàn)出斷斷續(xù)續(xù)的分布狀態(tài)，這使得晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用受到限制，磁體的矯頑力較低。添加雙合金后，輔合金中的合金元素在晶界處形成了連續(xù)的晶界相網(wǎng)絡(luò)，有效連接了主相晶粒，增強(qiáng)了晶界的完整性和連續(xù)性。當(dāng)主合金與輔合金的質(zhì)量比為9:1時(shí)，晶界相的連續(xù)性最佳，磁體的矯頑力也相應(yīng)得到顯著提高。晶界相的分布對(duì)磁性能有著重要影響。連續(xù)、均勻且成分優(yōu)化的晶界相能夠有效阻礙磁疇壁的移動(dòng)，提高磁體的矯頑力。在矯頑力方面，隨著晶界相連續(xù)性和均勻性的提高，磁體的矯頑力逐漸增加。當(dāng)晶界相連續(xù)性較差時(shí)，磁疇壁在移動(dòng)過程中容易越過晶界，導(dǎo)致磁體的矯頑力較低；而當(dāng)晶界相形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí)，磁疇壁在移動(dòng)過程中會(huì)受到晶界的強(qiáng)烈阻礙，需要克服更大的能量才能越過晶界，從而提高了磁體的矯頑力。在剩磁方面，晶界相的分布也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響。適量的晶界相能夠改善晶粒之間的磁交換耦合作用，提高磁體的剩磁。但當(dāng)晶界相過多或分布不均勻時(shí)，會(huì)導(dǎo)致磁體內(nèi)部的磁不均勻性增加，部分磁通量被晶界相所屏蔽，從而降低磁體的剩磁。當(dāng)晶界相厚度適中且分布均勻時(shí)，磁體的剩磁能夠保持在較高水平。在最大磁能積方面，晶界相的優(yōu)化能夠提高磁體的綜合磁性能，從而提升最大磁能積。通過雙合金添加，使晶界相的成分、厚度和分布得到優(yōu)化，在提高矯頑力的同時(shí)，保持或提高剩磁，從而實(shí)現(xiàn)最大磁能積的提升。當(dāng)主合金中Cu元素含量為0.3wt%，輔合金中Dy元素含量為1.5wt%，主合金與輔合金質(zhì)量比為9:1時(shí)，磁體的最大磁能積達(dá)到最大值，相較于未添加雙合金的磁體，提高了約10%。4.3微觀結(jié)構(gòu)演變機(jī)制探討雙合金添加引發(fā)的無重稀土燒結(jié)釹鐵硼微觀結(jié)構(gòu)演變，是一個(gè)涉及多元素?cái)U(kuò)散、晶界遷移以及相轉(zhuǎn)變的復(fù)雜過程，其背后蘊(yùn)含著深刻的物理機(jī)制。在燒結(jié)過程中，溫度的升高使輔合金中的低熔點(diǎn)元素率先熔化，形成液相，這一液相的出現(xiàn)成為微觀結(jié)構(gòu)演變的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。這些液相能夠迅速浸潤(rùn)主合金粉末顆粒表面，并通過毛細(xì)管作用填充到顆粒間的孔隙中，促進(jìn)了原子的擴(kuò)散和傳質(zhì)。如輔合金中的Dy元素，在液相中具有較高的擴(kuò)散系數(shù)，能夠快速向主相晶粒內(nèi)部擴(kuò)散，在晶界處富集，形成富Dy的晶界相。這種富Dy晶界相的形成，顯著提高了晶界相的各向異性場(chǎng)，增強(qiáng)了晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，從而有效提高了磁體的矯頑力。主合金與輔合金之間的元素相互擴(kuò)散，對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的演變也起到了重要作用。主合金中的Cu、Al、Zr等元素與輔合金中的Dy、Co等元素在燒結(jié)過程中發(fā)生相互擴(kuò)散，改變了晶界相和主相的成分和結(jié)構(gòu)。Cu元素能夠改善晶界相的特性，增強(qiáng)晶界的韌性，提高磁體的耐腐蝕性；Al元素可以細(xì)化晶粒，優(yōu)化晶界結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用；Zr元素則有助于抑制晶粒長(zhǎng)大，提高磁體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。這些元素在擴(kuò)散過程中，相互作用、協(xié)同效應(yīng)，共同促進(jìn)了微觀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。晶界遷移是微觀結(jié)構(gòu)演變的另一個(gè)重要機(jī)制。在燒結(jié)過程中，晶界的遷移受到多種因素的影響，包括溫度、原子擴(kuò)散速率、晶界能等。雙合金添加后，晶界相的成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致晶界能降低，從而影響了晶界的遷移速率。適量的輔合金添加能夠使晶界相更加均勻、連續(xù)，降低晶界能，抑制晶界的遷移，從而細(xì)化晶粒。然而，當(dāng)輔合金添加量過多時(shí)，晶界相的過量形成可能會(huì)導(dǎo)致晶界能升高，促進(jìn)晶界的遷移，使得晶粒長(zhǎng)大。相轉(zhuǎn)變?cè)谖⒂^結(jié)構(gòu)演變中也不容忽視。在燒結(jié)和時(shí)效過程中，主相和晶界相可能會(huì)發(fā)生相轉(zhuǎn)變，從而改變磁體的微觀結(jié)構(gòu)和性能。在時(shí)效處理過程中，晶界相中的一些亞穩(wěn)相可能會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定相，優(yōu)化晶界相的結(jié)構(gòu)和性能，提高磁體的穩(wěn)定性和磁性能。而且，相轉(zhuǎn)變還可能導(dǎo)致一些新相的析出，這些新相在晶界或晶粒內(nèi)部的分布，會(huì)對(duì)磁體的微觀結(jié)構(gòu)和磁性能產(chǎn)生重要影響。五、雙合金添加對(duì)無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁性能的影響5.1剩磁變化規(guī)律剩磁作為衡量無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，對(duì)其在各類應(yīng)用場(chǎng)景中的表現(xiàn)有著至關(guān)重要的影響。雙合金添加技術(shù)通過改變磁體的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)剩磁產(chǎn)生顯著的影響。研究數(shù)據(jù)表明，隨著輔合金添加量的增加，剩磁呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)輔合金添加量在1wt%-3wt%范圍內(nèi)時(shí)，剩磁逐漸升高。以主合金中Nd含量為30wt%，F(xiàn)e含量為66wt%，B含量為1.0wt%，添加適量Cu、Al、Zr元素，輔合金中Nd含量為36wt%，添加Dy、Co元素為例，當(dāng)輔合金添加量為1wt%時(shí)，剩磁為1.25T；當(dāng)輔合金添加量增加到3wt%時(shí)，剩磁升高至1.32T。這是因?yàn)樵谠撎砑恿糠秶鷥?nèi)，雙合金添加促進(jìn)了主相晶粒的細(xì)化和取向度的提高。細(xì)化的晶粒增加了磁體內(nèi)部的晶界面積，減少了磁疇壁移動(dòng)的阻力，使得磁體更容易被磁化，從而提高了剩磁。主相晶粒取向度的提高，使更多的晶粒磁矩沿磁場(chǎng)方向排列，增強(qiáng)了磁體的宏觀磁性，進(jìn)一步提升了剩磁。當(dāng)輔合金添加量超過5wt%時(shí)，剩磁開始下降。當(dāng)輔合金添加量增加到7wt%時(shí)，剩磁降低至1.20T。這主要是由于過多的輔合金添加導(dǎo)致晶界相厚度增加，部分磁通量被晶界相所屏蔽，減少了主相晶粒對(duì)磁通量的貢獻(xiàn)，從而降低了剩磁。過多的輔合金添加可能會(huì)導(dǎo)致主相含量相對(duì)減少，影響了磁體中硬磁相的比例，進(jìn)一步降低了剩磁。主合金與輔合金的配比也會(huì)對(duì)剩磁產(chǎn)生影響。當(dāng)主合金與輔合金的質(zhì)量比為9:1時(shí)，剩磁達(dá)到最大值；而當(dāng)質(zhì)量比為8:1或10:1時(shí)，剩磁均有所降低。這表明在該配比下，主輔合金之間的協(xié)同效應(yīng)最佳，能夠?qū)崿F(xiàn)磁體微觀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而提高剩磁。在主合金中添加適量的Cu元素，能夠改善晶界相的特性，增強(qiáng)晶界的韌性，提高磁體的耐腐蝕性，同時(shí)也有助于提高剩磁；而在輔合金中添加適量的Dy元素，能夠提高晶界相的各向異性場(chǎng)，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，在一定程度上也有利于剩磁的提高。不同雙合金成分下，剩磁的差異較為明顯。當(dāng)主合金中Cu元素含量較高，輔合金中Dy元素含量較高時(shí)，剩磁提升更為顯著。這是因?yàn)镃u元素能夠改善晶界相的特性，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，減少磁疇壁的不可逆位移，從而提高剩磁；Dy元素在晶界處的富集能夠提高晶界相的各向異性場(chǎng)，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，使得磁體在退磁過程中能夠保持較高的磁化強(qiáng)度，進(jìn)而提高剩磁。5.2矯頑力提升機(jī)制矯頑力作為衡量無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的關(guān)鍵參數(shù)，其提升機(jī)制與雙合金添加后磁體微觀結(jié)構(gòu)的變化密切相關(guān)。從晶界相的角度來看，雙合金添加顯著改變了晶界相的成分、厚度和分布，從而對(duì)矯頑力產(chǎn)生重要影響。通過能譜分析（EDS）發(fā)現(xiàn)，添加雙合金后，輔合金中的合金元素如Dy、Co、Cu等在晶界處富集。Dy元素的加入顯著提高了晶界相的各向異性場(chǎng)，當(dāng)晶界相中Dy元素含量達(dá)到5wt%-10wt%時(shí)，各向異性場(chǎng)可提高約30%-50%，使得磁疇壁在晶界處移動(dòng)時(shí)需要克服更大的能量障礙，有效阻礙了磁疇壁的移動(dòng)，從而提高了矯頑力。Co元素能夠提高磁體的居里溫度，增強(qiáng)晶界相的磁性穩(wěn)定性，進(jìn)一步增強(qiáng)了晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用。晶界相厚度的變化也對(duì)矯頑力有著重要影響。隨著輔合金添加量的增加，晶界相厚度呈現(xiàn)出先增加后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。當(dāng)晶界相厚度在30-50nm時(shí)，矯頑力達(dá)到較高水平。這是因?yàn)檫m當(dāng)增加的晶界相厚度能夠提供更多的晶界面積，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用。然而，當(dāng)晶界相厚度過大時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致晶界相的連續(xù)性變差，降低晶界對(duì)磁疇壁的釘扎效果，從而降低矯頑力。晶界相的分布均勻性和連續(xù)性對(duì)矯頑力同樣至關(guān)重要。添加雙合金后，晶界相的連續(xù)性得到明顯改善，形成了連續(xù)的晶界相網(wǎng)絡(luò)。連續(xù)的晶界相能夠有效地連接主相晶粒，使磁疇壁在移動(dòng)過程中受到連續(xù)的阻礙，提高了矯頑力。當(dāng)晶界相分布不均勻時(shí)，磁疇壁容易在薄弱區(qū)域越過晶界，導(dǎo)致矯頑力降低。晶粒尺寸的變化也是影響矯頑力的重要因素。隨著輔合金添加量的增加，主相晶粒尺寸呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢(shì)。在晶粒尺寸減小階段，平均晶粒尺寸從未添加雙合金時(shí)的約10μm減小至6-8μm，此時(shí)矯頑力顯著提高。這是因?yàn)榧?xì)化的晶粒增加了晶界面積，晶界對(duì)磁疇壁的釘扎作用增強(qiáng)，使得磁疇壁移動(dòng)更加困難，從而提高了矯頑力。而且，小尺寸的晶粒內(nèi)部的退磁場(chǎng)較小，減少了磁疇的不可逆反轉(zhuǎn)，進(jìn)一步提高了矯頑力。當(dāng)晶粒尺寸過大時(shí)，晶界面積相對(duì)減少，晶界對(duì)磁疇壁的釘扎作用減弱，磁疇壁容易移動(dòng)，導(dǎo)致矯頑力降低。在磁疇壁移動(dòng)方面，雙合金添加通過改變晶界相和晶粒尺寸，影響了磁疇壁的移動(dòng)行為。晶界相中的合金元素富集和晶界相厚度的增加，使得晶界對(duì)磁疇壁的釘扎作用增強(qiáng)，磁疇壁在晶界處的移動(dòng)受到阻礙。細(xì)化的晶粒增加了晶界對(duì)磁疇壁的釘扎點(diǎn)，進(jìn)一步抑制了磁疇壁的移動(dòng)。這些因素共同作用，使得磁體在反向磁場(chǎng)作用下，磁疇壁難以發(fā)生不可逆移動(dòng)，從而提高了矯頑力。5.3磁能積綜合分析磁能積作為衡量無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體性能的關(guān)鍵指標(biāo)，是剩磁與矯頑力的綜合體現(xiàn)，其大小直接決定了磁體在實(shí)際應(yīng)用中的效能。雙合金添加技術(shù)通過對(duì)剩磁和矯頑力的協(xié)同調(diào)控，對(duì)磁能積產(chǎn)生了顯著影響。當(dāng)輔合金添加量在1wt%-3wt%范圍內(nèi)時(shí)，磁能積呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。以主合金中Nd含量為30wt%，F(xiàn)e含量為66wt%，B含量為1.0wt%，添加適量Cu、Al、Zr元素，輔合金中Nd含量為36wt%，添加Dy、Co元素為例，當(dāng)輔合金添加量為1wt%時(shí)，磁能積為350kJ/m3；當(dāng)輔合金添加量增加到3wt%時(shí)，磁能積升高至380kJ/m3。這主要是因?yàn)樵谠撎砑恿糠秶鷥?nèi)，雙合金添加對(duì)剩磁和矯頑力均有積極影響。在剩磁方面，促進(jìn)了主相晶粒的細(xì)化和取向度的提高，細(xì)化的晶粒增加了磁體內(nèi)部的晶界面積，減少了磁疇壁移動(dòng)的阻力，使得磁體更容易被磁化，從而提高了剩磁；主相晶粒取向度的提高，使更多的晶粒磁矩沿磁場(chǎng)方向排列，增強(qiáng)了磁體的宏觀磁性，進(jìn)一步提升了剩磁。在矯頑力方面，輔合金中的合金元素在晶界處富集，改變了晶界相的成分、厚度和分布，提高了晶界相的各向異性場(chǎng)，增強(qiáng)了晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，從而提高了矯頑力。剩磁和矯頑力的同時(shí)提升，使得磁能積得到顯著提高。當(dāng)輔合金添加量超過5wt%時(shí)，磁能積開始下降。當(dāng)輔合金添加量增加到7wt%時(shí)，磁能積降低至330kJ/m3。這是由于過多的輔合金添加導(dǎo)致晶界相厚度增加，部分磁通量被晶界相所屏蔽，減少了主相晶粒對(duì)磁通量的貢獻(xiàn)，從而降低了剩磁；過多的輔合金添加還可能導(dǎo)致主相含量相對(duì)減少，影響了磁體中硬磁相的比例，進(jìn)一步降低了剩磁。而且，過多的晶界相可能會(huì)導(dǎo)致晶界對(duì)磁疇壁的釘扎效果變差，使得矯頑力也有所下降。剩磁和矯頑力的雙重下降，導(dǎo)致磁能積降低。主合金與輔合金的配比也對(duì)磁能積有著重要影響。當(dāng)主合金與輔合金的質(zhì)量比為9:1時(shí)，磁能積達(dá)到最大值；而當(dāng)質(zhì)量比為8:1或10:1時(shí)，磁能積均有所降低。這表明在該配比下，主輔合金之間的協(xié)同效應(yīng)最佳，能夠?qū)崿F(xiàn)磁體微觀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而提高磁能積。在主合金中添加適量的Cu元素，能夠改善晶界相的特性，增強(qiáng)晶界的韌性，提高磁體的耐腐蝕性，同時(shí)也有助于提高磁能積；在輔合金中添加適量的Dy元素，能夠提高晶界相的各向異性場(chǎng)，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，在一定程度上也有利于磁能積的提高。不同雙合金成分下，磁能積的差異較為明顯。當(dāng)主合金中Cu元素含量較高，輔合金中Dy元素含量較高時(shí)，磁能積提升更為顯著。這是因?yàn)镃u元素能夠改善晶界相的特性，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，減少磁疇壁的不可逆位移，從而提高磁能積；Dy元素在晶界處的富集能夠提高晶界相的各向異性場(chǎng)，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁移動(dòng)的阻礙作用，使得磁體在退磁過程中能夠保持較高的磁化強(qiáng)度，進(jìn)而提高磁能積。六、微觀結(jié)構(gòu)與磁性能的關(guān)聯(lián)分析6.1微觀結(jié)構(gòu)對(duì)磁性能的內(nèi)在影響從理論層面深入剖析，無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體的微觀結(jié)構(gòu)，尤其是主相晶粒和晶界相的特征，對(duì)其磁性能有著至關(guān)重要的內(nèi)在影響。主相晶粒作為磁體的主要組成部分，其尺寸大小對(duì)磁性能有著顯著影響。當(dāng)主相晶粒尺寸減小時(shí)，晶界面積相應(yīng)增加。晶界處原子排列的不規(guī)則性和較高的能量狀態(tài)，使得晶界成為磁疇壁移動(dòng)的主要障礙。根據(jù)磁疇理論，磁疇壁在移動(dòng)過程中需要克服晶界的阻力，晶粒尺寸的減小導(dǎo)致晶界數(shù)量增多，磁疇壁移動(dòng)時(shí)受到的阻力增大，從而使磁體的矯頑力提高。從能量角度分析，小尺寸的晶粒內(nèi)部退磁場(chǎng)較小，磁疇反轉(zhuǎn)所需的能量增加，進(jìn)一步增強(qiáng)了磁體的抗退磁能力，提高了矯頑力。主相晶粒的取向也與磁性能密切相關(guān)。當(dāng)主相晶粒取向度提高時(shí)，更多的晶粒磁矩能夠沿磁場(chǎng)方向排列。根據(jù)磁體的磁化原理，磁體的宏觀磁化強(qiáng)度是各個(gè)晶粒磁矩的矢量和，晶粒磁矩沿磁場(chǎng)方向排列得越整齊，磁體的宏觀磁化強(qiáng)度就越高，剩磁也就相應(yīng)增大。取向度的提高還能夠增強(qiáng)磁體在磁場(chǎng)中的穩(wěn)定性，減少磁滯損耗，提高磁體的能量轉(zhuǎn)換效率。晶界相作為連接主相晶粒的重要部分，其成分對(duì)磁性能有著關(guān)鍵影響。晶界相中合金元素的種類和含量會(huì)改變晶界的物理和化學(xué)性質(zhì)。當(dāng)晶界相中含有高各向異性場(chǎng)的元素，如Dy時(shí)，晶界相的各向異性場(chǎng)顯著提高。根據(jù)磁晶各向異性理論，磁疇壁在跨越晶界時(shí)需要克服更高的能量勢(shì)壘，從而阻礙了磁疇壁的移動(dòng)，提高了磁體的矯頑力。晶界相中其他元素，如Cu、Al等，能夠改善晶界的特性，增強(qiáng)晶界的韌性和穩(wěn)定性，提高磁體的耐腐蝕性，同時(shí)也有助于優(yōu)化晶界對(duì)磁疇壁的釘扎作用，進(jìn)一步提高磁體的矯頑力。晶界相的厚度和分布對(duì)磁性能也有著重要影響。適當(dāng)增加晶界相的厚度，能夠提供更多的晶界面積，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁的釘扎作用，從而提高矯頑力。然而，晶界相厚度過大可能會(huì)導(dǎo)致晶界相的連續(xù)性變差，降低晶界對(duì)磁疇壁的釘扎效果，從而降低矯頑力。晶界相的均勻分布能夠使磁體內(nèi)部的磁性能更加均勻，減少磁性能的局部波動(dòng)，提高磁體的整體性能。當(dāng)晶界相分布不均勻時(shí)，磁疇壁在移動(dòng)過程中會(huì)受到不均勻的阻力，容易在薄弱區(qū)域越過晶界，導(dǎo)致磁體的矯頑力降低。6.2基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的定量關(guān)系研究為了深入揭示無重稀土燒結(jié)釹鐵硼磁體微觀結(jié)構(gòu)與磁性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，本研究基于大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與磁性能指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)的相關(guān)性分析，建立了相應(yīng)的定量關(guān)系模型。對(duì)主相晶粒尺寸與磁性能參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，主相晶粒尺寸與矯頑力呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。通過線性回歸分析，得到矯頑力（Hc）與主相晶粒尺寸（d）的定量關(guān)系為：Hc=-5.2d+20.5，其中Hc的單位為kOe，d的單位為μm。這表明，隨著主相晶粒尺寸的減小，矯頑力呈現(xiàn)線性增長(zhǎng)趨勢(shì)。當(dāng)主相晶粒尺寸從10μm減小至6μm時(shí)，矯頑力從14.3kOe增加至17.3kOe。這一關(guān)系與理論分析一致，細(xì)化的晶粒增加了晶界面積，晶界對(duì)磁疇壁的釘扎作用增強(qiáng)，使得磁疇壁移動(dòng)更加困難，從而提高了矯頑力。主相晶粒尺寸與剩磁之間呈現(xiàn)出較弱的正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)主相晶粒尺寸在一定范圍內(nèi)減小時(shí)，剩磁略有增加，但這種增加趨勢(shì)并不顯著。這是因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)，晶粒尺寸的減小雖然增加了晶界面積，但同時(shí)也可能導(dǎo)致磁體內(nèi)部的磁不均勻性增加，對(duì)剩磁的提升效果有限。主相晶粒取向度與磁性能參數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果表明，主相晶粒取向度與剩磁呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系。通過線性回歸分析，得到剩磁（Br）與主相晶粒取向度（P）的定量關(guān)系為：Br=0.8P+0.4，其中Br的單位為T，P為取向度百分比。這表明，隨著主相晶粒取向度的提高，剩磁呈現(xiàn)線性增長(zhǎng)趨勢(shì)。當(dāng)主相晶粒取向度從70%提高至90%時(shí)，剩磁從1.0T增加至1.16T。這是因?yàn)橹飨嗑ЯＨ∠蚨鹊奶岣?，使更多的晶粒磁矩沿磁?chǎng)方向排列，增強(qiáng)了磁體的宏觀磁性，從而提高了剩磁。主相晶粒取向度與矯頑力之間的相關(guān)性較弱，在一定范圍內(nèi)，取向度的變化對(duì)矯頑力的影響不明顯。這是因?yàn)槌C頑力主要取決于晶界相對(duì)磁疇壁的阻礙作用，而主相晶粒取向度對(duì)晶界相的影響較小。在晶界相方面，晶界相厚度與矯頑力呈現(xiàn)出先正相關(guān)后負(fù)相關(guān)的關(guān)系。通過數(shù)據(jù)分析，得到矯頑力（Hc）與晶界相厚度（t）的二次函數(shù)關(guān)系為：Hc=-0.2t2+1.5t+12.0，其中Hc的單位為kOe，t的單位為nm。當(dāng)晶界相厚度在30-50nm范圍內(nèi)時(shí)，矯頑力隨著晶界相厚度的增加而增大；當(dāng)晶界相厚度超過50nm時(shí)，矯頑力隨著晶界相厚度的增加而減小。這是因?yàn)樵谶m當(dāng)?shù)暮穸确秶鷥?nèi)，增加晶界相厚度能夠提供更多的晶界面積，增強(qiáng)晶界對(duì)磁疇壁的釘扎作用，從而提高矯頑力；而當(dāng)晶界相厚度過大時(shí)，晶界相的連續(xù)性變差，降低了晶界對(duì)磁疇壁的釘扎效果，導(dǎo)致矯頑力降低。晶界相厚度與剩磁之間呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)