改性环氧树脂对粘结NdFeB磁体性能的研究.doc

改性环氧树脂对粘结NdFeB磁体性能的研究发布日期：2023-05-30浏览次数：274核心提醒：改性环氧树脂对粘结NdFeB磁体性能的研究摘要：用改性环氧树脂作粘结剂，在不同工艺条件下制备粘结NdFeB磁体，并对其性能进行了研究。结果表白，改性环氧树脂粘结NdFeB磁体性能高于传统环氧树脂粘结NdFeB磁体，在模压温度130℃、保压时间2min、固化时间120min、固化温度120℃条件下制备的磁体，其磁性能最佳。粘结磁体自八十年代中期问世以来，人们已研究了多种粘结剂材料，如非磁性高分子化合物环氧树脂(热塑性)、酚醛树脂(热固性)、尼龙、聚苯硫醚、聚乙烯、橡胶和低熔点金属Bi，Sn，Pb，Zn，Al等[1-3]。刘颖等人[4]研究了二茂金属高分子铁磁粉对粘结永磁复合材料性能的影响。陈德波等人[5]研究了环氧树脂用量对磁体性能的影响，结果表白粘结剂含量为2。5%时磁体具有较佳的性能。李军等人[6]研究了硅烷解决对磁体性能的影响，表白磁粉经适当硅烷解决后有助于磁性能提高。张虹等人[7]研究了5种不同的环氧树脂对磁体性能的影响，认为常温下为固态、环氧值较高且与磁粉表面相容性好的树脂是制备粘结NdFeB磁体的抱负粘结剂。单一的酚醛树脂经化学反映固化后的产物耐热性好，但性质较脆，因此纯酚醛树脂的胶结强度不高。在大多数情况下，用热塑性树脂或合成树脂等将其进行改性。未改性的酚醛树脂胶只能胶结木材、硬质泡沫塑料及其他多孔材料。以其他高聚物改性的酚醛树脂为基料的胶粘剂，在结构胶中占有重要地位。本文用KY-2055改性环氧酚醛树脂作粘结剂，制备出了磁性能良好的粘结NdFeB磁体。1实验方法1.1实验原料、仪器和设备重要原料为美国GM公司生产的快淬MQP-16磁粉、硅烷偶联剂KH-550、环氧树脂E-44和KY-2055等。使用769YP-24B型粉末压片机制备磁体，采用NIM-200C磁性测量仪测量磁体性能。1.2样品制备将快淬NdFeB磁粉经偶联剂KH-550解决后，与环氧酚醛树脂混合，然后放入干燥箱中在60℃干燥2h，压制成Φ10mm×10mm的圆柱体。最后在不同温度和时间下进行固化解决，测量其磁性能。2实验结果及分析2.1改性环氧树脂粘结剂制备的磁体性能将改性环氧树脂和传统环氧树脂均按质量分数2%的比例分别与磁粉混合均匀，然后在600~1600MPa下保压120s压制成圆柱体，在150℃固化3h，待冷却后，测其磁性能，结果如图1所示。从图1可知，用改性环氧树脂作粘结剂制备的磁体的性能比用传统的环氧树脂作粘结剂制备的磁体性能好，特别在压力较低时更明显。这是由于改性环氧树脂比传统的环氧树脂的粘结强度大，在压力较小时就能将磁粉紧紧粘结在一起;随着压力的提高，磁粉与粘结剂间的间隙逐渐缩小，用两种粘结剂制备的磁体性能接近。)2.2改性环氧树脂作粘结剂时制备工艺参数对磁体性能的影响采用改性环氧树脂作粘结剂，在150℃进行固化时间对磁体性能影响的实验，实验结果如图2所示。由图2可知，从90min到120min磁能积升高，之后开始下降。这是由于磁体与粘结剂之间发生了固化交联反映，链式的粘结剂在反映后形成了网状结构，使磁粉和粘结剂之间的结合更紧密，磁体致密度更高。同时，在一定固化温度下粘结剂和磁粉之间互相渗透、扩散，使磁体密度更均匀、缺陷减少;当然渗透和扩散需要一定的时间才干达成较好的效果。当粘结剂完全固化时，粘结剂失去流动性，形成不溶不熔的网状结构。固化时间太短则反映不完全，一定期间后，固化反映基本彻底完毕，即使再延长固化时间，其交联度也不会再有提高。与此同时，磁体长时间处在高温下，未被粘结剂完全包覆的磁粉就会氧化，使磁体性能下降。图3为固化温度对磁体性能影响的关系曲线。由图3可知，在130℃之前，剩磁、矫顽力、磁能积随固化温度升高而升高，130℃后随温度升高，剩磁、矫顽力、磁能积减少。这是由于在130℃左右改性环氧树脂和磁粉发生交联反映，由线形结构交联成网状结构，将磁体紧紧拉在一起，使磁粉颗粒之间的间隙更小，接触更紧密，磁体性能提高。但是随着温度继续升高，磁体氧化现象逐渐明显，磁体外围的磁粉一方面被氧化，继而磁体内部的磁粉也逐渐氧化。磁体内部的氧化是在制备过程中，磁体内部空隙中不可避免的有空气封闭在内，且在温度升高时空隙中的气体温度升高、压强增大，使反映活性增强，促使空气与磁粉的氧化反映发生。剩磁是随着固化温度和固化时间的增长逐渐减小的，这是由于磁体在150℃环境下会缓慢的退磁，磁粉的氧化不断加剧所导致。模压温度和保压时间对磁体性能的影响如图4，5所示。由图4可知，在90~100℃范围随着模压温度升高，磁体性能Br，(BH)max，Hci减少;之后随模压温度升高磁性能逐渐升高;在130~140℃范围，随模压温度升高磁性能下降。改性环氧树脂是高分子聚合物