富镝辅合金添加对烧结NdFeB磁体磁性能与微观结构的影响及其电化学性能研究

采用片铸、氢爆碎、气流磨工艺制备烧结NdFeB磁体。研究了富镝辅合金添加对烧结NdFeB磁体性能和微观结构的影响。在一定范围内,随着(PrNd)19Dy23(FeCoCuGa)balB1富镝辅合金添加比例的增加,磁体剩磁下降、矫顽力升高。当镝添加量小于2.3%(质量分数)时,磁体的综合磁性能高于相同成分单合金法制备磁体的性能。当镝添加量大于2.99%(质量分数),与单合金法相比,在同样的烧结温度下,磁体磁能积、密度明显下降。通过适当的提高烧结温度,高镝添加量的磁体密度和磁能积得到提升,仍可获得综合性能高于单合金法制备磁体的性能。     

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。     

NdFeB磁体重稀土Dy热扩渗工艺及其机制研究

重稀土热扩渗技术在制备高性能、低成本烧结NdFeB磁体领域有重要的应用前景。本研究利用涂覆工艺将DyF3粉末均匀涂覆在M档商业烧结NdFeB磁体表面,获得均匀DyF3涂层,然后进行热扩渗处理。对热扩渗后磁体的性能,微观组织结构及元素分布进行分析,讨论了NdFeB磁体热扩渗工艺对其性能的影响及热扩渗机制。结果表明,本研究磁体的最佳渗Dy工艺为920℃×5h,磁体的矫顽力提高了428A/m,达到1555A/m,剩磁下降很小,磁体达到最佳的综合性能。在扩渗过程中,浓度差提供了扩渗的驱动力,在其驱动下,Dy元素从表面经由晶界向芯部扩散,距磁体表面约689μm范围内,Dy元素扩渗充分且均匀,超过该范围后Dy元素开始出现梯度分布,在本扩渗工艺Dy元素可渗透3mm厚度的磁体。     

热扩渗DyZn合金膜层对烧结钕铁硼磁性能与耐热性能的影响

采用直流磁控溅射的方法,在烧结NdFeB磁体表面制备了DyZn薄膜,研究了热扩渗处理磁体前后的磁性能、温度稳定性及微观组织结构变化。结果表明,晶界扩散渗DyZn处理后,磁体在保持剩磁基本不降低的情况下,矫顽力大幅度提升,矫顽力从原来的963.68 kA/m提高到1544.60 kA/m,增幅达63.31%。晶界扩散处理可以改善磁体的温度稳定性,在293~453 K范围内,剩磁温度系数基本不变,而矫顽力温度系数由–0.5533%/K降低为–0.4885%/K。通过对样品微观组织结构观察发现,Dy元素沿着晶界液相扩散,主要富集在晶界相和晶粒外延层处,晶界相结构与成分的优化、及晶界和晶粒之间(Nd,Dy)_2Fe_(14)B过渡层的形成是矫顽力大幅度提升的主要原因。     

镝的分布对烧结和时效含镝钕铁硼永磁合金性能的影响

本文研究了烧结和时效含镝钕铁硼磁体。通过对不同状态磁体的磁滞曲线,场发射电镜以及能谱分析对磁体的磁性能,微结构以及成份进行了分析。结果表明,除了主晶相外,镝元素主要分布在富钕相,钕镝氧化物和位于晶界的富镝颗粒中。优化时效过程促进了镝在磁体中合理的扩散以及分布,镝在烧结磁体,高温时效磁体以及优化时效磁体中富钕相,钕镝氧化物以及含镝颗粒中的含量减少,证明了优化时效后,镝元素在磁体中的合理分布,导致了含镝钕铁硼永磁合金矫顽力的提高。     

镝的分布对烧结和时效含镝钕铁硼永磁合金性能的影响（英文）

研究了烧结和时效含镝钕铁硼磁体。通过对不同状态磁体的磁滞曲线,场发射扫描电镜以及能谱对磁体的磁性能,微结构以及成分进行了分析。结果表明,除了主晶相外,镝元素主要分布在富钕相,钕镝氧化物和位于晶界的富镝颗粒中。优化时效过程促进了镝在磁体中合理的扩散以及分布,镝在烧结磁体,高温时效磁体以及优化时效磁体中富钕相,钕镝氧化物以及含镝颗粒中的含量减少,证明了优化时效后,镝元素在磁体中的合理分布,导致了含镝钕铁硼永磁合金矫顽力的提高。     

外刊撷英

正晶界扩散法提高热变形NdFeB磁体的矫顽力Hee Ryoung Cha等人为简化晶界扩散法,取代原来Nd-Cu合金,改用NdHx和Cu混合粉。X-射线衍射分析表明,热处理温度高于550℃时,混合粉发生了Nd-Cu共晶反应,而且随热处理温度升高,扩散的Nd-Cu数量增多。相同数量的Nd-Cu,低温热处理后NdFeB磁体的矫顽力,高于高温热处理后的NdFeB磁     

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。     

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。     

基于电泳沉积Al及其晶界扩散优化的烧结NdFeB磁体的微观结构和磁性能

采用电泳沉积(EPD)法在烧结NdFeB磁体表面沉积Al膜,研究了不同电泳电压和沉积时间对沉积Al膜的影响,在此基础之上,探究了不同晶界扩散工艺对磁体微观组织和磁性能的影响。结果表明:最佳的电泳工艺为90 V/30 s,此时膜层与磁体结合良好,且厚度均匀适中。晶界扩散工艺为500℃/1 h时,磁体获得了最佳的综合磁性能,其矫顽力、剩磁和最大磁能积为953 kA/m、1.41 T和342 kJ/m~3,分别提升了30.2%、0.7%和11.4%。微观结构和成分分析发现,晶界扩散后,晶间形成了更为平直光滑的富稀土相薄层,有助于降低退磁场和增强磁隔离效应,最终导致矫顽力的提高。     

TbHx晶界扩散细晶钕铁硼磁体的组织结构与性能

通过调整粉末粒度控制烧结钕铁硼磁体的晶粒尺寸,研究烧结温度对磁性能的影响.在磁体表面涂覆TbHx然后进行晶界扩散,研究晶粒细化对TbHx晶界扩散磁体性能的影响.结果 表明:Tb原子扩散进入主相晶粒边缘区域,使主相晶粒外延层产生磁硬化;晶粒细小磁体中的Tb元素均匀分布于晶界,形成连续的重稀土薄层,起到良好的去磁耦合作用,从而提高磁体内禀矫顽力.因此,细晶粒磁体晶界扩散后矫顽力提升幅度大,且剩磁下降较小,具有好的综合磁性能.     

烧结NdFeB电泳沉积Al及晶界扩散

采用电泳沉积（EPD）方法在烧结NdFeB磁体表面沉积Al膜,研究了不同电泳电压和沉积时间对沉积Al膜的影响,在此研究基础之上,探究了不同晶界扩散工艺对磁体微观组织和磁性能的影响。研究结果表明：最佳的电泳工艺为90 V/30 s,此时膜层与磁体结合情况良好,且厚度均匀适中。晶界扩散工艺为500 ℃/1 h时,磁体获得了最佳的综合磁性能,其矫顽力、剩磁和最大磁能积为953 kA/m、1.41 T和342 kJ/m3,分别提升了30.2%、0.7%和11.4%。微观结构和成分分析发现,晶界扩散后,晶间形成了更为平直光滑的富稀土相薄层,有助于降低退磁场和增强磁隔离效应,最终导致矫顽力的提高。     

富钕相对烧结NdFeB磁体耐腐蚀性的影响

研究了Nd2Fe14B单晶、传统烧结NdFeB磁体和放电等离子烧结（简称SPS）NdFeB磁体在电解液溶液中的电化学特性。采用扫描电子显微镜和电子能谱分析了磁体的微观组织成分。结果表明在3．5％NaCI溶液的极化曲线中，Nd2Fe14B单晶具有最高的电化学腐蚀电位，放电等离子烧结NdFeB磁体的腐蚀电位高于传统烧结NdFeB磁体。与传统烧结NdFeB磁体相比，放电等离子烧结NdFeB磁体富Nd相具有独特的分布形态，主相Nd2Fe14B晶粒细小、均匀，富钕相在主相晶粒边界上分布较少，主要集中在三角晶界处。这种组织结构有效地抑制了磁体沿富钕相发生晶间腐蚀的过程，磁体因此具有良好的耐腐蚀性能。此外，从不同稀土含量的烧结NdFeB磁体的高压加速实验中可以看出磁体的腐蚀速度随稀土含量的增加而增大。以上结果表明富Nd相的化学特性及其分布状态和含量是决定合金耐蚀性能的关键，它在合金中以网络状分布在主相晶粒边界上，并决定了烧结NdFeB易于发生选择性晶间腐蚀，从而导致耐蚀性差。     

添加Dy烧结NdFeB磁体的研究进展

介绍了添加Dy烧结NdFeB磁体的制备方法,包括单相合金粉末烧结法、双相合金粉末烧结法和晶界扩散法,并总结了Dy元素对烧结NdFeB磁体显微结构和磁性能的影响。添加Dy能细化磁体晶粒,并且在Nd2Fe14B晶粒周围形成富稀土层,从而显著提高磁体的矫顽力性能。     

环境条件对NdFeB合金烧结和回火的影响

研究了Ar保护和真空条件对NdFeB合金烧结的影响以及真空度条件对烧结NdFeB磁体回火的影响.研究发现,与真空烧结相比,采用Ar保护烧结时磁体的密度、磁能积和剩磁相对较低,矫顽力较高,磁体中形成的孔洞较多,孔径较大,并有明显的显微缩松存在,富Nd相的数量明显较多,且主要呈块状和片状沿晶界分布.与烧结态磁体采用高真空回火不同,低真空回火后磁体的密度、磁能积和剩磁上升,磁体中的孔洞既少也小,线状品界缺陷明显较少,富Nd相更细小,分布也更均匀.结果表明,真空烧结和低真空回火分别是NdFeB合金烧结和回火较好的环境介质条件.     

DyF<sub>3</sub>掺杂热变形NdFeB磁体的微观结构和性能

基于热变形技术,研究制备了DyF3掺杂热变形NdFeB磁体的微观结构和磁性能。结果表明,通过热变形,磁体获得了具有明显C轴取向特征的扁平形状晶粒,其剩磁从前驱体烧结磁体的0.77 T提高至 1.34 T,提升了近74%。此外,热变形过程起到了晶界扩散的作用,使得DyF3进一步扩散至NdFeB主相之中,形成了(Nd, Dy)2Fe14B相,从而减小了因热变形带来的矫顽力损失。电化学测试表明,热变形过程可提高磁体腐蚀电位和减小电流密度。变形条件800 ℃/70%时,磁体具有最佳的综合磁性能和电化学性能,其磁性能可达：Br=1.34 T,Hcj=1225 kA/m和(BH)max=286 kJ/m3。     

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。     

晶界扩散Dy钕铁硼的高温磁性能研究

通过晶界扩散Dy元素将烧结钕铁硼磁体的牌号从39SH提高至39UH,并与传统合金化工艺添加Dy制备的39UH磁体进行了比较研究。研究发现,经过Dy晶界扩散处理后磁体的室温矫顽力由1677kA/m增加至2218kA/m,磁体Dy的质量分数从3.49%增加至4.09%,Dy使用量比传统合金化方法制备的39UH磁体节约了16.3%。电子探针分析结果显示,扩散磁体中Dy高浓度富集在晶界附近,明显不同于Dy元素呈弥散分布的合金化样品。在室温至180℃范围内晶界扩散磁体的室温矫顽力、高温矫顽力以及矫顽力温度系数均优于合金化高重稀土对比样品。室温至180℃不同温度烘烤实验表明,未处理磁体在150℃以上开始出现大幅度不可逆磁通密度衰减,而扩散处理样品和39UH比较样品则均比较稳定。进一步研究显示,经过晶界扩散处理后大幅度提高了样品矫顽力,在开路烘烤实验过程中样品工作点仍能处于拐点以上,避免了高温热退磁。     

晶界扩散处理对磁控溅射法沉积DyMn复合薄膜的Nd-Fe-B磁体性能的影响

采用磁控溅射技术在烧结Nd-Fe-B磁体表面沉积DyMn复合薄膜,研究了不同晶界扩散工艺对磁体微观结构和磁性能的影响。研究结果表明:当采用晶界扩散条件为750℃/5 h、500℃/1 h时,磁体获得的综合磁性能最佳,其矫顽力、剩磁和最大磁能积分别为H_(ci)=1310 kA·m~(-1)、J_r=1.208 T和(BH)_(max)=259 kJ·m~(-3),相较于原始磁体,磁性能获得全面提升,其中矫顽力增幅高达34.8%。微观组织结构研究发现,晶界扩散后富稀土相分布变化所导致的退磁场减小和Dy、Mn元素在主相晶粒外延层分布所引起的反磁化畴形核场的增加是磁体综合磁性能提高的主要原因。     

晶界添加DyF_3对烧结NdFeB磁体磁性能和耐腐蚀性影响

通过晶界添加DyF_3制备烧结(Nd_(0.8)Pr_(0.2))_(15.5)Fe_(bal)B_6磁体,利用扫描电镜、电化学腐蚀和磁性能测试,研究了烧结NdFeB磁体的微观组织及其对磁性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,添加0.5%~1%的DyF_3可提高磁体的矫顽力和腐蚀电位,并且当极化曲线的阳极部分电位相同时,其具有较小的极化电流密度,从而达到改善NdFeB磁体耐腐蚀性能的目的。此外,添加DyF_3的磁体显微组织研究表明,F元素进入晶界相形成ROF相,与磁性能和耐腐蚀性能改善有关。