回火工艺对烧结(CePrNd)-Fe-B磁体内禀矫顽力的影响

以双主相法制备不同Ce含量的烧结(CePrNd)-Fe-B磁体,研究不同回火温度下磁体的磁性能,并对微观组织断口进行BSE和EDS分析。结果表明:含Ce磁体的共晶温度和居里温度随Ce含量的增加呈减小的趋势;回火温度对烧结(CePrNd)-Fe-B磁体的剩磁影响不显著;Ce取代量为12%(质量分数)的磁体经回火温度410℃处理后,内禀矫顽力从762.6 kA/m上升到1357.2 kA/m,相应提高77.97%,方形度达到最佳值0.953。经410℃回火后,磁体主相晶粒间的微观结构形成的壳核结构,晶界分布着较多的条状富Nd相分布。富Nd相中的Ce含量增高,浸润性相对提高,因而有利于减少主相晶粒间的反向磁耦合,提高了室温和高温下磁体的内禀矫顽力。     

优化边界结构制备高矫顽力及高热稳定性烧结Nd—Fe—B磁体

用双合金工艺在(Nd0.75Dy0.10Tb0.15)12.69Fe79.01Co2.00Nb0.30B6.00近正分主合金粉中掭加质量分数为3%的富稀土辅合金(Nd0.75Dy0.10Tb0.15)25.00Fe21.50Co<21.50>Nb4.00Ga8.00Ti5.00Al8.00B7.00粉和3%的Dy2O3粉,成功制备出超高矫顽力和高热稳定性的烧结Nd-Fe-B磁体,内禀矫顽力Hci和最大磁能积(BH)max分别为3028 kA/m和254 kJ/m3,22-220℃剩磁和矫顽力的温度系数分别为-0.104%/℃和-0.356%/℃,260℃不可逆磁通损失Lhirr的绝对值仅为4%.微观组织分析表明:主相Nd2Fe14B晶粒边界光滑、平直,富Nd相连续均匀分布于主相晶粒周围;在Nd2Fe14B晶粒表层附近富含Dy,Dy2O3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd2Fe14B晶粒表层中的Nd发生置换,从而在界面附近增强了磁各向异性.在此基础上,进一步提出了制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体中Dy的理想分布示意图.     

Preparation of high coercivity and high thermal stability sintered Nd-Fe-B magnet by optimizing boundary microstructure

用双合金工艺在 (Nd0.75Dy0.10Tb0.15)12.69Fe79.01Co2.00Nb0.30B6.00 近正分主合金粉中添加质量分数为3%的富稀土辅合金 (Nd0.75Dy0.10Tb0.15)25.00Fe21.50Co21.50Nb4.00Ga8.00Ti5.00Al8.00B7.00粉 和3 %的Dy2O3粉, 成功制备出超高矫顽力和高热稳定性的烧结Nd-Fe-B磁体, 内禀矫顽力 Hci和最大磁能积(BH)max分别为3028 kA/m和 254 kJ/m3, 22-220 ℃剩磁和矫顽力的温度系数 分别为--0.104%℃和--0.356%℃, 260 ℃不可逆磁通损失L irr的绝对值仅为4%。微观组织分析表明: 主相Nd2Fe14B晶粒边界光滑、平直, 富Nd相连续均匀分布于主相晶粒周围; 在Nd2Fe14B晶粒 表层附近富含Dy, Dy2O3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd2Fe14B晶粒表层中的Nd发生置换, 从而在界面附近增强了磁各向异性. 在此基础上, 进一步提出了制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B 磁体中Dy的理想分布示意图.     

掺杂La-Ce-Cu合金对热变形Nd-Fe-B磁体磁性能和微观结构的影响

研究采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了掺杂不同含量的La-Ce-Cu合金的Nd-Fe-B热变形磁体;研究了掺杂量对磁体磁性能和微观结构的影响。结果表明,随着掺杂量的增加,热变形Nd-Fe-B磁体的矫顽力先增加后降低;而剩磁与磁能积均有所下降。磁体的矫顽力在掺杂量为1%(质量分数)时,达到最大值为1257kA/m。微观分析表明,掺杂合金中的La元素倾向于分布在富稀土相中,不易进入主相晶粒;而Ce元素则易取代Nd进入主相晶粒中。     

Nd_(90)Al_(10)晶界调控对晶界扩散磁体磁性能和微观结构的影响EI北大核心CSCD

采用添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金调控制备了扩散用烧结Nd_2Fe_(14)B磁体,并采用Tb晶界扩散制备了相应的扩散磁体,分析了扩散磁体的晶界结构和成分对磁体矫顽力的影响。结果表明,添加质量分数为0.5%的Nd_(90)Al_(10)合金调控后,晶界扩散(GBD)后磁体的矫顽力提高到1439 kA/m,相对于未晶界调控的扩散磁体增加了530 kA/m。添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金不会影响GBD前磁体的Curie温度,但降低了磁体的低温相变温度。GBD后磁体Tb取代晶格中的Nd引起Nd_2Fe_(14)B相的晶格常数减小,从而使XRD谱中衍射峰位右移。经Nd_(90)Al_(10)调控后的扩散磁体表面处的主相晶粒的富Tb壳清晰可见。从距离磁体表面20μm增加到100μm时,富Tb壳层仍清晰可见。当深度继续增加到500μm时,经Nd_(90)Al_(10)调控后的扩散磁体晶粒周围都有连续晶界相。经晶界调控的扩散磁体可见衬度明显的富Tb壳层,形成了非晶的富Nd相,增强了两两主相晶粒间的去磁耦合能力。Nd在富Nd相中心区域出现峰值,更多的富Nd相在晶界扩散过程中作为Tb向磁体内扩散的通道,Tb原子在富Nd相的浓度高达约35%,其扩散深度和使用效率明显提升。     

回火处理对烧结钕铁硼永磁材料组织和磁性能的影响

探讨了回火处理对烧结Nd-Fe-B系合金显微组织和磁性能的影响.研究表明回火处理后,磁体的显微组织得到明显的改善,主相体积分数增加,晶界变得清晰,晶粒尺寸趋向均匀;颗粒状富Nd相减少,富Nd相沿晶界均匀分布,成分趋于共晶富Nd相的成分;磁体的剩磁、矫顽力和最大磁能积都得到提高,最大磁能积普遍提高20～30 kJ/m3.     

回火工艺对热扩渗PrZn合金烧结态磁体组织和磁性能的影响

采用磁控溅射技术,在N35烧结态磁体表面沉积一层低熔点PrZn合金,经750℃热扩渗3 h,再在0~500℃进行回火处理。研究了回火工艺对沉积薄膜磁体磁性能及微观组织结构的影响,并对最佳回火工艺处理后烧结磁体热稳定性进行了研究。结果表明,最佳回火温度为500℃,该工艺下,磁体矫顽力由963.96 kA/m提高到1317.14 kA/m,即在原来的基础上增加了36.64%,富Nd晶界相变得连续和光滑,降低了硬磁相之间的磁耦合,改善了晶界相及其附近在反磁化过程中反磁化畴核的形成能力,是矫顽力大幅度提高的主要原因。另外,相对未进行晶界扩散处理的磁体而言,经最佳回火工艺晶界扩散处理后的磁体,在不同温度保温后磁通不可逆损失明显降低,具有更佳的热稳定性。     

元素扩散对烧结(Nd,Tb)-Fe-B磁体反磁化和矫顽力的影响

采用双合金法,即将2种粉末混合压制成型制备烧结永磁体可提高磁体磁性能。本实验将Nd_(13)Fe_(81)B_6和TbHx粉末混合制成烧结磁体,研究Tb元素扩散分布以及其对磁性能的影响。Nd_(13)Fe_(81)B_6磁体矫顽力为358.2 kA/m,当TbHx混合量为3%(质量分数,下同)时,烧结磁体的矫顽力增加至1592 kA/m。扫描电镜和元素面分布谱表明,Tb元素更容易扩散进入Nd_2Fe_(14)B主相而不是富集在晶间富稀土相。Tb元素进入主相会替代Nd形成具有更高各向异性场的(Nd, Tb)-Fe-B表层,这样在反磁化过程中晶粒表层磁畴壁的形核场会增加,因此矫顽力增加程度显著。但是,TbHx混合量超过5%时,磁体中更多Tb原子从晶粒表层扩散入Nd2Fe14B相晶粒内部,这样晶粒表层反磁化形核场的提高程度会减弱,因而磁体矫顽力增加幅度降低。本研究说明要进一步提高双合金Nd-Fe-B磁体磁性能需控制元素扩散并优化磁体的元素分布。     

烧结钕铁硼制备快淬带性能的研究

采用单辊急冷法熔融NdFeB烧结磁体(工业产品)制取快淬永磁合金.合金薄带具有很高的矫顽力,剩磁比达到0.5以上.合金带经过适当的热处理,可消除制备冷速过高时退磁曲线及磁性能的缺陷.随着烧结磁体磁性能等级提高,其快淬合金的剩磁和最大磁能积均提高,内禀矫顽力下降.由N50烧结磁体制备的快淬合金的较佳性能为:Br=0.84T、Hci=959kA/m、(BH)max=112 kJ/m3.X射线衍射分析表明快淬合金以Nd2Fe14B相晶粒为主,只有少量杂相.     

优化边界结构改善烧结Nd-Fe-B永磁材料的力学性能

在富稀土辅合金中添加Co,Nb,Ti,Ga,Al等元素,用双合金工艺制备一系列不同辅合金含量的烧结Nd-Fe-B磁体,对力学性能进行系统研究。结果表明,在主合金(NdDyTb)12.69(FeCoNb)84.01B6.00的基础上添加3.0wt%的(NdDyTb)25(FeCoNbTiGaAl)68B7富稀土辅合金,其抗弯强度从316MPa提高到344MPa,抗弯强度的改善来自于边界结构的改善以及一些新相的生成。当辅合金含量达到8wt%,合金的强度又下降为321MPa。还研究了热处理工艺对Nd-Fe-B永磁材料力学性能的影响,含3.0wt%辅合金的磁体抗弯强度由烧结态的291MPa提高到最佳回火态的344MPa,又下降为非最佳回火态的304MPa。     

CuAl掺杂对烧结MM-Fe-B磁体的性能和微观结构的影响

利用混合稀土金属(MM=La,Ce,Pr,Nd)制备的MM-Fe-B磁体,矫顽力Hcj较低,因此研究添加不同含量的CuAl以及不同退火温度两种条件对MM-Fe-B烧结磁体的磁性能和微观结构的影响。研究发现,添加CuAl使磁体去交换耦合作用增强,改善了富MM相与主相的浸润性,细化晶粒。在添加质量分数CuAl为0.25%,且退火温度达到470℃时磁性能达到最优,Br=0.944T、Hcj=164.0kA/m和(BH)max=80.6kJ/m3,其中矫顽力Hcj变化最大,与未添加CuAl磁体矫顽力Hcj相比,增长率为44.1%。     

混合合金法添加Ga对Nd—Dy—Fe—Co—B烧结磁体的磁性和微观结构的影响

对用混合合金法制备的Nd7.69Dy6.62Fe64.33Co14.83B6.53/Ga烧结磁体的磁性和微观结构进行了研究。结果表明：添加0.5%（质量分数）的Ga后;磁体的iHc由1232kA/m升高到1819kA/m,在200℃放置0.5h后的磁通不可逆损失由33.3%下降到5%以下,当Ga的添加量达到1.0%左右时,Ga的作用达到最大值,微观结构分析表明,不添加Ga磁体的晶粒边界,尤其是晶界角隅处多呈现弯曲和凹凸不平的形状,添加Ga磁体的晶粒边界则呈现平滑和近似直线的形状,烧结过程中Ga原子置换Nd2Fe14B相中Fe原子形成Nd2Fe14-xGaxB相,与此同时,被置换的Fe原子进入液相与富和Nd相、富B相反应形成新的Nd2Fe14B（或Nd2Fe14-xGaxB）相,这是导致磁体的磁性和微观结构发生变化的主要原因。     

低压烧结对NdFeB磁体微观结构与服役稳定性的影响（英文）

研究了NdFeB磁体微观结构和服役稳定性的内在联系。结果表明,低压烧结NdFeB磁体具有更加细小的晶粒尺寸和分布更为均匀的晶间富钕相,有利于磁体获得更小的矫顽力温度系数,从而提高其温度稳定性。对比真空烧结后的磁体,低压烧结磁体的矫顽力温度系数从-0.488%/℃减小至-0.472%/℃。但是富钕相从三角晶界向主相晶间流动形成了完整的网状结构,不利于磁体的耐腐蚀性能。低压烧结磁体在3.5%（质量分数）NaCl溶液中浸泡后腐蚀失重更为严重,表现出更强的腐蚀倾向。     

Dy30Cu70合金晶界扩散对烧结Nd-Fe-B磁体组织和磁性能的影响

采用电弧熔炼技术制备了低熔点Dy₃₀Cu₇₀合金,研究了Dy₃₀Cu₇₀合金晶界扩散对烧结Nd-Fe-B磁体磁性能和微观结构的影响。结果表明:烧结Nd-Fe-B磁体与Dy₃₀Cu₇₀粉末在850℃下扩散5 h,然后在450℃下回火0.5 h后,获得的磁体综合性能最佳,其矫顽力、剩磁和最大磁能积分别为1373 kA·m^-1、1.32 T和333 kJ·m^-3,与原始磁体相比,矫顽力增加了21.8%。晶界扩散后,Dy元素会部分取代主相中的Nd元素,形成(Nd,Dy)₂Fe₁₄B硬磁相,从而提高磁体的矫顽力,而Cu会改善磁体中富稀土相的结构,减少晶粒间的交换耦合作用。Dy₃₀Cu₇₀晶界扩散后,烧结Nd-Fe-B磁体的热稳定得到一定的提高。     

低碳PrNd合金制备烧结钕铁硼磁体

采用不同碳含量的PrNd合金原料,制备了名义成分为(PrNd)_(30.7)Cu_(0.2)Fe_(bal)B_(0.98)的钕铁烧结硼磁体,研究了碳含量对磁体磁性能和微观组织的影响。结果表明,PrNd合金中的碳含量对烧结磁体中的碳含量影响显著。碳含量增加会导致磁体内富稀土相的相对减少以及一些含碳相的增加,从而引起矫顽力的降低。当磁体中碳含量最低至335×10~(-6)时,其方形度和综合磁能最好,矫顽力达到909kA/m。     

添加元素Dy对Nd—Fe—B永磁合金性能的影响

由于氢化制粉制备的ＮｄＦｅＢ粉末制品烧结时磁体中的晶粒异常长大,使合金的矫顽力降低。通过在ＮｄＦｅＢ合金中加入少量Ｄｙ２Ｏ３,能有效地抑制合金高温烧结时的晶粒长大,增加了各向异性很高的（Ｎｄ,Ｄｙ）２Ｆｅ１４Ｂ相,从而使合金的矫顽力得到提高,当Ｄｙ的加入量超过（摩尔分数）４％时,Ｄｙ在富Ｎｄ相晶界中分布比在基体相Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ中高。     

Nd-Dy-Fe-Nb-Al-B合金铸锭组织和烧结组织的研究

采用扫描电子显微镜、能谱分析及烧结体磁性能的测量,研究了Nd-Dy-Fe-Nb-Al-B合金的铸锭组织和烧结组织.结果表明,铸锭组织从接触水冷模的表面到铸锭中心,晶粒逐渐粗化,而且在铸锭中心存在大量α-Fe,Al元素稍微富集于主相晶粒间的富钕相中;在烧结组织中,发现规则的富Nb相(Nb∶Fe=1∶1),有利于烧结体晶粒的细化,同时存在稀土含量具有很大差异的两种富钕相和一些粒状富B相.烧结磁体的磁性能为Br=1.229T,Hcj=1024 kA/m,(BH)max=280 kJ/m3.     

粉末细化对钕铁硼磁性能的影响

通过调整粉末制备工艺研究了粉末粒度的细化对钕铁硼磁体结构及性能的影响。结果发现,当粉末表面积平均粒度(SMD)从2.8μm降低至2.3μm时,出粉效率降至原有水平的40%左右,粉末均匀度逐步提升,而烧结后磁体的氧质量分数从1000×10-6提高至2700×10-6左右。通过微观结构观察发现,采用细化粉末烧结后富钕相分布更加均匀稠密,烧结后晶粒尺寸分布在3～8μm之间。通过粉末细化,在成分不变的情况下,磁体的矫顽力提升了175kA/m。     

HDDR法制备NdFeB永磁体的高矫顽力研究

采用X射线衍射分析、扫描电镜和BH测试仪分别研究HDDR法制备的NdFeB永磁体微结构、晶粒表面形貌及其磁性能。结果表明,HDDR法制备的磁粉再经1080 ℃高温真空烧结所获得的NdFeB永磁体,主要由四方相Nd2Fe14B（P42/mnm）和少量的富稀土相构成,扫描电镜相片显示主相平均晶粒尺寸约为12.3 μm;采用Horta法计算得到样品（006）晶面的极密度因子约为3.5,表明该样品具有较高的c轴取向;不同温度下退磁曲线研究表明,室温下合金有较好的磁性能：磁能积 (BH)max=264 kJ/m3,剩磁Br=1.17 T,矫顽力达到Hcj=2038 kA/m;随温度的升高,磁性能各参数都单调下降,特别是矫顽力降低最为显著,从295 K升温到448 K过程中其值下降了1496 kA/m;Hc(T)/Ms(T)与H(T)/Ms(T)(Kronmüller-Plot)关系曲线研究表明,该合金的矫顽力机制为畴成核反转机制,其中微磁参数αk和Neff分别为1.39和1.75,是决定该合金高矫顽力的关键因素。     

Ho-Nd-Fe-B磁体的性能与结构EI北大核心CSCD

采用Ho部分取代Nd,制备了不同Ho含量的Ho-Nd-Fe-B磁体,研究了Ho含量对Ho-Nd-Fe-B磁体的磁性能、温度稳定性和微观结构的影响。结果表明:Ho的添加有助于改善主相和富稀土相之间的浸润性,优化晶界富稀土相的分布,提高了磁体的内禀矫顽力,并改善了磁体的温度稳定性,但磁体的剩磁有所下降。当Ho含量(质量分数)由0增加到21.0%时,H_(cj)由1281 kA/m增加到1637 kA/m,B_(r)由1.342 T降至0.919 T;在20~100℃范围内,磁体的剩磁温度系数|α|和矫顽力温度系数|β|分别由0.119%/℃和0.692%/℃降低到0.049%/℃和0.540%/℃;在180℃烘烤2 h后的磁通不可逆损失由54.80%降低到29.17%。