廉价的含铈1∶7型稀土-钴永磁合金系列

SmCo_5合金由于含有较多的钐,价格很昂贵。即使用一半的混合稀土取代钐,但由于添加了富钐的液相,其Sm的总含量仍占21％(重量比)。 R(Co,Cu,Fe)_7及R_2(Co,Fe)_7合金系的出现,依稀土含量进一步下降,其磁能积也大大超过了RCo_5的水平,用铈部分取代钐,可大幅度降低成本。日本首先开展了这方面的工作。为寻求有较好磁性而又价廉的稀土—钴永磁材料,我们对(Sm,Ce)(Co,Cu,Mn)_(6.8)系合金进行了研究,它们属于第二代廉价稀土—钴永磁材料。所研制的1~#,2~#,3~#合金,其含Sm量分别为13％,9％,5％(重量比)。三种合金的永磁性能都超过了国际先进水平(见表1)。其中除1~#合金与日本成分相同外,2~#合金成分与日本有差别,3~#合金成份与日本比无对应牌号,它们属于我国自己的系列。图1示出三种合金的典型内禀退磁曲线。     

廉价稀土铁5Ce-MR-Fe-B永磁合金研究

本文叙述以5％Ce代替MR-Fe-B中富Nd的混合稀土(MR)所制成的廉价高性能永磁体的研究。研究了合金成分及工艺因素对5Ce-MR-Fe-B磁性能的影响。确定了最佳成分及其工艺制度。可以稳定生产的该类永磁体的磁性能为B_r=1.10～1.18T(11.0～11.8kG);_iH_c=560～800kA/m(7.0～10.0kOe);(BH)_(max)=240～256kJ/m~3(30～32MGOe)。这种永磁合金开路磁通可逆温度系数为-0.11％/℃,居里温度305℃,维氏硬度HV>520。     

Co-Ce合金的高温氧化行为

研究了纯Co、Co-2Ce及Co-5Ce合金在600～800℃(的温度下在)空气中的氧化行为.纯Co的氧化基本符合抛物线规律.Co-Ce合金的氧化过程近似由二个抛物线阶段组成.Co-Ce合金表面的氧化膜由Co的氧化物和CeO2组成.含Ce氧化物继承了原始合金中的金属间化合物相Co17Ce2的分布形貌.Co-5Ce合金的氧化比Co-2Ce合金快.合金内氧化严重.还讨论了Co-Ce合金的氧化机制.     

热处理温度对La0.8Ce0.2(NiCoMnAl)5储氢合金结构与性能的影响

对快淬法制备的La0.8Ce0.2(NiCoMnAl)5储氢合金进行热处理,考察了热处理温度对合金的结构和性能的影响,并采用XRD、PCT、恒流充放电等测试方法对合金物相结构及性能进行表征。研究表明:热处理前后La0.8-Ce0.2(NiCoMnAl)5储氢合金均为CaCu5型相结构。热处理温度为950℃时,La0.8Ce0.2(NiCoMnAl)5合金储氢量为1.37%(质量分数),当放电电流密度为715mA/g时,合金放电比容量为307.68mAh/g,循环寿命超过300周,当放电电流密度为1200mA/g时,合金的HRD达到85.17%。     

热处理对快淬Fe83Ga17Ce0.8合金结构和磁致伸缩性能的影响

采用电弧熔炼法制备了稀土Ce掺杂的Fe83Ga17Ce0.8铸态合金,然后对其进行快淬处理,获得快淬态Fe83Ga17Ce0.8合金,最后对快淬态Fe83Ga17Ce0.8合金在不同温度(850℃、950℃和1050℃)下进行退火处理5h.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱仪(SEM/EDS)和磁致伸缩测试方法研究了退火温度对合金结构和磁致伸缩性能的影响.结果表明,快淬态Fe83Ga17Ce0.88合金经退火处理后,合金中的CeFe2相转化为贫稀土Ce2Fe17相.随退火温度的升高,合金的磁致伸缩系数绝对值先减小后大幅度增大.退火温度为1050℃时,合金的磁致伸缩系数达最大(在外磁场为398 kA/m时,磁致伸缩系数为656×10-6).磁致伸缩系数的增大与该合金中形成较多的Ce2Fe17相以及合金中A2相沿[100]方向择优取向有关.     

热处理对A5B19型La0.68Gd0.2Mg0.12Ni3.3Co0.3Al0.1储氢合金微观组织和电化学性能的影响

用感应熔炼方法熔炼A5B19型La0.68Gd0.2Mg0.12Ni3.3Co0.3Al0.1合金,并在密闭容器中对合金进行不同温度(1173～1273K)下保温16h的热处理,采用电感耦合等离子发射光谱(ICP)、X射线衍射(XRD)、电子探针显微分析方法(EPMA)和电化学测试分析方法对比研究了退火温度对合金成分、微观组织和电化学性能的影响。结果表明,A5B19型合金组织主要由Ce5Co19(Pr5Co19)型﹑PuNi3型和CaCu5型等相组成,退火后合金则形成以A5B19型(Pr5Co19和Ce5Co19)为主相的多相组织,随退火温度升高Pr5Co19型主相的相丰度逐渐增加,当T=1273K时其相丰度达到最大值87.8%(质量分数),而Ce5Co19型相仅为0.78%(质量分数)。电化学分析测试表明,退火温度对合金电极的活化性能和大电流放电特性影响不明显,但对电极容量和循环稳定性影响较大。在T=1273K退火后,合金电极放电容量为373.01mAh/g,经100次充放电循环后其电极容量保持率(S100)为90.20%,表现出较好的电化学性能。     

Fe掺杂及球磨处理对Sm_2Co_(17)合金结构和磁性的影响

用电弧熔炼法制备Sm2(FexCo1-x)17(x=0,0.3和0.7)母合金锭,均匀化退火后采用球磨方法制备纳米晶合金粉末。研究了Fe掺杂及球磨处理对Sm2(FexCo1-x)17合金结构、居里温度及永磁性能的影响。实验结果表明,随着Fe含量增多,合金中1∶5相逐渐减少,当x=0.7时,形成单相2∶17型化合物,同时居里温度从938℃(x=0)下降到590℃(x=0.7)。球磨处理过程有利于形成单相2∶17纳米合金粉,饱和磁化强度随着球磨时间的增加逐渐增大,同时内禀矫顽力和磁能积与球磨时间的关系呈两头下降的趋势。球磨时间在0.5~1 h时,纳米合金粉末的永磁磁性能达到最佳,Sm2Co17的最佳磁性能为4πMs=0.65 T,iHc=246.8 k A/m,(BH)max=25.5 k J/m3。     

具有晶体取向的FeCrCoMo永磁合金

在FeCrCo系永磁合金中,含Mo的合金有很高的矫顽力。岩间等人发现在Fe—23Co31Cr—0.5Si中添加一定量的Mo则可使Ku值提高,当Mo含量为5％时,Ku=1.1×10~6erg/cm~3。这与AlniCo5的Ku值相当。因而若将含Mo合金制成具有柱状晶结构的试样则磁性能的提高是大有希望的。去年,崛越英二等人发表了具有柱状晶结构的FeCrCoMo合金,其最高磁性可达:Br=1.53T,He=66.5KA/m,(BH)m=76.0KJ/m~3。     

铝镍钴永磁材料高温Q点稳定性研究

运用高温磁测系统对航空航天及通信用永磁材料在28～160℃高温范围进行了高温Q点稳定性试验研究.结果表明,在28～160℃范围内,随着温度的升高,铝镍钴永磁合金的磁能积、剩磁和矫顽力都有所下降的同时,LNGT32剩磁损失(a=hT(℃))大于LNGT64的剩磁损失(a=hT(℃)),而LNGT32高温Q点(tanθ=Bd/Hd)的稳定性小于LNGT64永磁材料的高温Q点(tanθ=Bd/Hd)的稳定性.     

Co对Fe-Cr二元合金性能的影响

Fe-Cr-Co永磁合金中元素Co一直作为基体元素来处理的.但随着低Co合金研究工作的进展.Co含量已降低到1～5％,Co完全可以作为合金元素来处理.本文主要研究: 1.经磁性、X-射线结构分析等试验得出.在Fe-(25～32)Cr二元合金中,分别加入1～5％Co.合金的相结构仍为a相,Fe-Cr-Co系合金中的γ、σ等复杂的合金相未出现.Co加入提高了合金的饱和磁化强度、Tc和Spinodal分解温度.可使合金磁场处理温度提高,时间缩短. 2.W、Mo、V、Ti、Nb、Zr、Si、Al等扩大a相区的元素对含Co量高的合金(如Fe-23Cr-15Co)表现出有益作用然而对于具有a相结构的低Co合金(≤5％Co)则没有显示出有益作用,相反,由于非磁性元素加入而使磁性下降. 3.本文提出一种分级磁场处理新工艺.既可缩短时间,又能提高合金的磁性,尤其Hc值如Fe-32Cr-4Co合金,其Br=12.0KG,Hc=670Oe,(BH)_(max)=5.9MGOe,又如Fe-32Cr-3Co合金,其Br=12.0KG.Hc=540Oe,(BH)_(max)=4.7MGOe.     

Ｃo—Ce合金铁高温氧化行为

研究了纯Ｃo,Co-3Ce及Ｃo-5Ce合金在６００－８００℃（的温度下在）空气中的氧化行为,纯Ｃo的氧化基本符合抛物线规律,Co-Ce合金的过程近似由二个抛物线阶段组成,Ｃo-Ce合金表面的氧化膜由Ｃo的氧化物和ＣeO2组成,含Ｃe氧化物继承了原始合金中的金属间化合物相Ｃo17Ce2的分布形貌,Ｃo-5Ce合金的氧化比Ｃo-3Ce合金块,合金内氧化严重,还讨论了Ｃo-Ce合金的氧化机制。     

廉价高稳定性铁基稀土永磁体的研究

本文主要研究了廉价铁基稀土永磁合金的热稳定性。利用廉价且丰富的富Nd混合稀土研制高性能高稳定性铁基稀土永磁体。通过添加Co及Co-Mo、Co-V、Co-W、Co-Ti及Co-Si的复合加入,研究了这些添加元素对MR_(34)Co_(14)Fe_(50.9-x)M_xB_(1.1)(其中M为Mo、V、W、Ti、Si,x=0,0.5,1.0,3.0)永磁合金磁性能、居里温度、可逆温度系数以及总损失的影响规律。研究出几种有实用价值的廉价高稳定性铁基稀土永磁合金。对其微观结构进行了分析和研究。     

国外材料专利介绍

软磁材料据日本《公开特许公报60—21351号》报道,日本1985年2月2日公布了一项软磁材料的专利。这种软磁材料是一种Co—Hf—Nb三元非晶态合金,具有低的Hc、高的μ和Bs。合金中含Hf1～5(at)％(最好是1.5～3(at)％),含Nb4～8(at)％,其余为Co。非晶态磁性合金据日本《公开特许公报60—52544号》报道,日本1985年3月25日公布了一项非晶态磁性合金。合金的成分可以用下列公式表示:(Co_(100-y)Fe_y)_(100-x)(Zr_(100-W)NbW)_x。其中X=5～10,y=0.5～4,w=20～90。这种Co-Fe-Zr-Nb系非晶态合金的Bs≥10000Gs,向晶态转变的温度≥450℃,合金     

含铌和铝的铁-铬-钴永磁合金

构成15％Co、1％Nb、1％Al Fe-Cr-Co系的纵断面。这个系α相区的范围足够允许含25～30％Cr的合金在α_1 α_2混合间隙上任何温度的固溶处理。阶梯回火后它们所获得的磁性,Br=11.5～13KG,Hc=500～600Oe,(BH)_(max)=4～5MGOe。从α相区通过连续冷却也可以获得这些数据。Fe—Cr—Co系中添加Nb和Al有助于产生Fe—Cr—Co永磁材料。     

La-Mg-Ni系A5B19超晶格负极材料相结构及电化学性能EI北大核心CSCD

感应熔炼制备La0.8-xCexMg0.2 Ni 3.8(x=0,0.1,0.3,0.5),研究Ce替代部分La对La4MgNi19超晶格负极材料相结构及电化学性能的影响。研究表明,La4MgNi19合金相由LaNi5,(La,Mg)2Ni7,(La,Mg)5Ni19(3R-Ce5Co19)相组成。加入Ce后,(La,Mg)2Ni7相消失,出现2H-Pr 5Co 19结构的(La,Mg)5Ni19相,同时随着Ce替代量的增多,(La,Mg)5Ni19相含量增多,LaNi5相随之减少,Ce加入有利于形成A5B19相,特别是形成2H-Pr5Co19结构。电化学放电容量随着x值的增加呈现先增后减趋势,x=0.1时样品的电化学放电容量380.36 mAh/g最佳。合金电极活化次数、容量保持率和倍率放电性能随着Ce含量增加而增大。H在合金中的扩散速率是影响其倍率放电性能主要因素。     

高性能Al-5Mg-2Si-xCe合金的制备及其力学性能研究

以Al-5Mg-2Si合金为基体合金,通过掺杂稀土Ce元素对合金进行改性,制备了不同Ce掺量的Al-5Mg-2Si-xCe(x=0,0.2,0.4和0.6)合金。采用XRD、SEM、EDS和力学性能分析等方式,研究了合金的结构、微观形貌和力学性能。结果表明,Al-5Mg-2Si-xCe(x=0,0.2,0.4和0.6)合金主要由α相组合而成,掺杂Ce元素后出现了Al_8CeFe_4三元含铁相的化合物,说明Ce具有促进β-Fe相转化成α-Fe相Al_8CeFe_4的作用;不掺杂Ce元素的Al-5Mg-2Si合金的枝晶排列紊乱且尺寸较为粗大,掺入稀土Ce元素后,枝晶的排列得到了明显改善,并且随着Ce掺量的增加,晶粒逐渐细化,分布更为均匀,α-Al的尺寸也逐渐缩小;当Ce掺量为0.4%(质量分数)时,合金的抗拉强度和延伸率均达到最佳,分别为133.70 MPa和1.64%,相比Ce掺量为0时,分别增长了26.49%和115.79%;未掺杂Ce的合金主要为解离断裂,掺入Ce后,合金的断裂方式主要为延晶断裂,且断口处晶粒均较为完整未被拉裂。     

Fe3B基纳米复合永磁材料的微结构和性能

利用差热(扫描)分析、X射线、透射电镜、振动样品磁强计研究了添加Co、Dy对Fe3B／Nd2Fe14B 纳米复合永磁材料的微结构和性能的影响．结果表明：添加适当的微量元素可以提高Nd4．5Fe77B18．5纳米复合永磁材料的内禀磁性，改进微结构，从而提高材料的永磁性能．在Nd4．5Fe77B18．5中添加1％-3％(原子分数)的Co、Dy明显地降低材料的晶化温度和最佳热处理温度、提高了2：14：1相的居里温度、改善了纳米复合永磁材料的微观结构，从而提高材料的永磁性能．与Nd4．5Fe77B18．5相比，Nd3．5Fe74Co3DylBl8.5的永磁性能为：Br=1.06T，jHc=328kA／m，(BH)max=108．9kJ／m^3，分别提高了26％，17％和104％．     

Cr-Co-Fe永磁合金在高温下的机械特性

含29％Cr,23.5％Co,余量Fe的Cr-Co-Fe永磁合金在1200℃和变形速度ε=3·10~(-4)/秒下呈现超塑性。在800到1000℃的温度范围合金的机械性能由σ相确定。Cr-Co-Fe基永磁合金与熟知的AI一Ni一Co材料相比具有既能热变形又能冷变形的优点。制品通过特殊热处理获得永磁性。对于热变形而言,重要的是在高温下的强度性能。此外,因为本材料的多相性,还带     

(72—X)Fe—28Cr-XCo三元系永磁合金的磁性研究

本文对三元系(72—X)Fe—28cr—XCo(X=8,10,15,20和23)永磁合金进行了研究,所有材料均采用对其成分比较适合的相应的热处理条件。低 Co 材料亦有较高的最大磁能积[(BH)_(max)>5×10~6G·Oe],比某些高 Co 材料性能还好。随含 Co 量的增加,H_c 呈线性增加(440～640Oe),B_r 呈线性减少(14.4～10.3kG)。从穆斯堡尔效应和铁磁共振实验结果看;对具有较好永磁性能的样品,含 Co 量低的磁矩取向较好。不同含 Co 的样品,在低温(室温～77K)范围,H_c 随温度降低而降低。而以低 Co 材料降低较多。     

快淬和退火对Fe_(83)Ga_(17)Ce_(0.8)合金结构和磁致伸缩性能的影响

采用电弧熔炼法制备了稀土Ce掺杂的Fe83Ga17Ce0.8铸态合金,然后对其进行快淬处理,获得Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金,最后对Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金在1 223K下进行退火热处理5h。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱仪(SEM/EDS)和磁致伸缩测试方法研究了快淬和退火对合金结构和磁致伸缩性能的影响。结果表明,Fe83Ga17Ce0.8铸态合金由bcc结构的Fe(Ga)相和少量的CeFe2第二相组成。Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金除了含有大量的Fe(Ga)相和少量的CeFe2相外,合金中还出现了非对称DO3结构的Fe3Ga相。Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金经退火热处理后,合金中的CeFe2相转化为贫稀土Ce2Fe17相。在外磁场为557kA/m时,Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金的磁致伸缩系数(3.82×10-4)明显大于铸态合金(3.56×10-4)和退火态合金(1.82×10-4)的磁致伸缩系数。