[發(fā)明專利]一種Nd-Fe-B永磁合金合成工藝用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011590968.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112580224B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧照;李曉明;姚青榮;王江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 童世鋒

本發(fā)明公開(kāi)了一種Nd?Fe?B永磁合金合成工藝用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法，該方法通過(guò)建立Nd?Fe?B合金的相圖熱力學(xué)/擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)；模擬永磁合金凝固路徑與冷卻速度的相互依賴關(guān)系；計(jì)算合金凝固過(guò)程中生成Nd₂Fe₁₄B相、Fcc?Fe相和液相的含量值；并預(yù)測(cè)Nd₂Fe₁₄B永磁合金最佳冷卻速度；最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所預(yù)測(cè)的Nd₂Fe₁₄B永磁合金冷卻速度為最佳冷卻速度；并以此為工藝條件，指導(dǎo)Nd₂Fe₁₄B合金進(jìn)行生產(chǎn)。該方法能提高合金設(shè)計(jì)效率，滿足合金性能和結(jié)構(gòu)要求，大大減少新型合金設(shè)計(jì)的研發(fā)周期和成本，對(duì)新型高性能永磁材料的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種Nd-Fe-B永磁合金合成工藝用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)80年代，Nd-Fe-B永磁體被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，由于其優(yōu)異的綜合磁性能，廣泛應(yīng)用于電機(jī)、混合動(dòng)力汽車和風(fēng)力發(fā)電機(jī)等領(lǐng)域。Nd-Fe-B永磁體主要有兩種制備方法：快淬和燒結(jié)。兩者都是為了得到晶粒細(xì)化Nd₂Fe₁₄B相。由Nd-Fe-B三元體系的平衡相圖可知，Nd₂Fe₁₄B相是在1155℃下經(jīng)包晶反應(yīng)形成的。因此，為了獲得高純度的Nd₂Fe₁₄B相，需要較高的冷卻速度來(lái)抑制Fcc-Fe相的形成(在911℃左右轉(zhuǎn)化為Bcc-Fe相)，但是Nd₂Fe₁₄B合金的最佳冷卻速度很難通過(guò)單一的實(shí)驗(yàn)來(lái)優(yōu)化。隨計(jì)算機(jī)輔助材料設(shè)計(jì)的發(fā)展，高效地優(yōu)化確定Nd₂Fe₁₄B永磁合金冷卻速度成為可能。因此，本申請(qǐng)基于構(gòu)建合金體系的相圖熱力學(xué)和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，使用DICTRA軟件包(DIffusion-Controlled TRAnsformations)可以清楚地預(yù)測(cè)Nd₂Fe₁₄B合金在不同冷卻速度下的凝固路徑、合金快速凝固過(guò)程中生成相的種類和含量，從而可以高效地預(yù)測(cè)Nd₂Fe₁₄B永磁合金的最佳冷卻速度。

由于Nd-Fe-B是最重要的永磁材料之一，所以本申請(qǐng)選擇其作為研究的對(duì)象，采用的一種計(jì)算機(jī)輔助材料高效設(shè)計(jì)方法，對(duì)新型高性能永磁材料的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種Nd-Fe-B永磁合金合成工藝用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種Nd-Fe-B永磁合金合成工藝用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法，包括如下步驟：

1)建立Nd-Fe-B合金的相圖熱力學(xué)/擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)：在現(xiàn)有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上建立Nd-Fe-B合金熱力學(xué)/動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)；

2)模擬永磁合金凝固路徑與冷卻速度的相互依賴關(guān)系：利用計(jì)算機(jī)模擬耦合步驟1)中的相圖熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)及擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得Nd₂Fe₁₄B永磁合金凝固路徑與冷卻速度的相互依賴關(guān)系，構(gòu)建Nd₂Fe₁₄B永磁合金與冷卻速度相關(guān)的凝固相圖；

3)根據(jù)步驟2)建立的Nd₂Fe₁₄B永磁合金與冷卻速度相關(guān)的凝固相圖，計(jì)算合金凝固過(guò)程中生成Nd₂Fe₁₄B相、Fcc-Fe相和液相的含量，獲得不同冷卻速度下合金凝固過(guò)程中生成Nd₂Fe₁₄B相、Fcc-Fe相和液相的含量；