SPS制备SmCo7-xFex块状纳米晶磁体的研究

采用高能球磨法制得SmCo7-xFex非晶粉末,然后采用放电等离子技术将其烧结为块状纳米晶磁体,对磁体的微观结构和磁性能进行了观察和测试.结果表明,SmCo7-xFex球磨5 h后成为非晶粉末,经SPS烧结后得到1:7相.TEM观察表明,磁体晶粒尺寸在20～50 nm.另外,磁体具有较好的磁性能,当x=0.4时,矫顽力为992.8 kA/m,剩磁为0.634T,(BH)max为69.75KJ/m3.     

纳米晶复合NdFeCoZrB永磁合金磁性能和温度稳定性的研究

利用熔体快淬法和品化退火工艺制备了纳米晶复合NdFeB永磁粘结磁体,研究了添加Zr元素对磁体室温磁性能和温度稳定性的影响.结果表明,添加3at%Zr元素能明显提高磁体的矫顽力和最大磁能积.在淬速18 m/s、退火温度640℃下制备的Nd_(9.5_Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)粘结磁体具有良好的综合磁性能,即剩磁为0.71 T,矫顽力为652 kA/m,最大磁能积为80kJ/m~3.适量添加Zr元素可以有效改善磁体的温度稳定性,在20～150℃,纳米晶复合Nd_95Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)粘结磁体的剩磁温度系数为-0.13%/℃,内禀矫顽力温度系数为-0.35%/℃;在150℃时效100h后,不可逆磁通损失为-4.50%.     

Cu对纳米晶复合合金Nd_(9.5)Fe_(76-x)Cu_xCo_5Zr_3B_(6.5)(x=0～2)磁性能的影响

采用快淬后真空晶化处理的方法制备出纳米晶复合合金Nd9.5Fe76-xCo5Zr3CuxB6.5(x=0～2),系统地研究了Cu元素对其磁性能的影响。结果表明:适量Cu元素的添加,可以提高磁体的剩磁Br、内禀矫顽力jHc和最大磁能积(BH)max,并且可以有效地提高磁体的剩磁温度系数α,但使磁体的矫顽力温度系数β略有降低。当Cu含量为0.25 at%时,该磁体具有最佳的综合磁性能:(BH)max=79 kJ/m3,jHc=685 kA/m,Br(T)=0.713 T;剩磁温度系数α20～150℃=0.071%/℃;矫顽力温度系数β20～150℃=0.36%/℃。     

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。     

SmCo_5非晶磁体的磁场热处理研究

采用非晶晶化法制备SmCo_5纳米晶永磁体,研究热处理过程中有无磁场以及磁场热处理过程中退火温度、保温时间对SmCo_5纳米晶永磁体结构和磁性能的影响。研究发现,通过500℃磁场热处理样品的磁性能明显优于不加磁场热处理样品的磁性能,矫顽力提高了46.24kA/m,剩磁提高了170.18×10~(3 )A/m。当磁场热温度为700℃时,磁体矫顽力达到1334.8kA/m,剩磁达到最大值607.45×10~(3 )A/m。此外,在相同热处理温度下,延长保温时间,也能够提高SmCo_5磁体的结晶度,进而改善磁体的磁性能。     

SPS制备各向异性微米晶SmCo_5烧结磁体的研究

采用放电等离子烧结技术制备了各向异性微米晶SmCo_5磁体,研究了磁体的烧结工艺及添加Fe纳米粉对磁体结构和磁性能的影响。研究发现,SmCo_5烧结磁体的最佳烧结温度为830℃,此时磁体的室温磁性能最佳:B_r=8.19 kGs,H_(cj)=10.6 kOe,(BH)_(max)=13 MGOe;而添加Fe纳米粉的烧结磁体,饱和磁化强度升高,但剩磁和矫顽力降低。XRD结果表明,未添加Fe纳米粉的烧结磁体具有单相CaCu_5结构,而添加Fe纳米粉的烧结磁体出现了2∶17相和Fe-Co软磁相。SEM及能谱分析发现,添加的Fe纳米粉扩散进入了1∶5相,形成Sm(Fe,Co)_5和Sm_2(Fe,Co)_(17))。     

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.     

磁粉粒径对烧结Nd-Fe-B磁性能和初始磁导率的影响

采用粉末冶金法制备了名义成分为(Pr_(25)Nd_(75))_(25)Dy_6Al_(0.5)B_1Co_1Cu_(0.2)Fe_(bal)的烧结Nd-Fe-B磁体,并研究了不同粒径磁粉制备的烧结Nd-Fe-B磁体磁性能和初始磁化阶段最大磁导率的相应演变规律。结果表明,磁粉平均尺寸为3.0μm时对应的磁体的内禀矫顽力最大,磁粉平均尺寸为3.5μm时对应的磁体的剩磁最高。从磁体的微观结构观察和性能测试发现,磁粉粒径为3.0μm时,烧结磁体主相更加规则、均匀,提高了磁体的矫顽力。随着磁粉平均尺寸进一步减小,磁粉粒径为2.5μm时,富Nd相以氧化物形式发生了团聚,且分布不均匀,磁体晶界出现孔洞,去磁耦合效率下降,导致磁体矫顽力降低;磁体氧含量随着磁粉平均尺寸的减小而增大,磁体内杂质相增多,剩磁下降;增多的杂质相使得磁化初始阶段的最大磁导率降低。     

添加Dy对纳米晶复合Nd8.5Fe77Ga0.6Co5Zr2.7B6.2永磁材料磁性能和温度系数的影响

采用快淬后真空晶化退火工艺制备了成分为Nd8.5-xDyxFe77Ga0.6Co5Zr2.7B6.2(x=0,0.5,1.0)的纳米晶复合永磁粘结磁体,研究其磁性能和温度系数的变化。结果表明,添加Dy元素能有效提高磁体的内禀矫顽力,但使其剩磁和较大磁能积略有下降。Dy含量为0.5at%时,制得的粘结磁体具有较佳磁性能:Br=0.728T,jHc=656.3kA/m,(BH)max=76.2kJ/m3。随着Dy元素的添加,合金的剩磁温度系数α逐渐降低,当Dy=1at%时,在20℃~150℃温度区间内平均剩磁温度系数α=-0.12%/℃。随着Dy元素的添加,合金的内禀矫顽力温度系数β呈先下降后上升的趋势。在Dy=0.5at%时,具有较低的β值,在20℃~150℃温度区间内平均内禀矫顽力温度系数β=-0.34%/℃。     

基于快淬NdFeB粉末的放电等离子烧结永磁的组织和性能

利用纳米晶快淬NdFeB粉末为原材料,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了高密度各向同性块体永磁.研究了放电等离子火花烧结磁体不同部位的磁性能和显微组织形貌,比较了烧结压力对磁体的组织和性能的影响.结果表明,由于组织的差异,烧结磁体不同部位磁性能略有不同,内部的剩磁较高,磁体边缘的矫顽力较高,而半径中点处的综合磁性能最好.烧结压力对烧结磁体的密度、显微组织,晶粒大小和形状以及磁性能都有重要影响.高的烧结压力有利于提高磁体密度、减小粗晶区体积、改善磁性能.SPS磁体中存在明显的晶间交换耦合作用.     

Effect of Fe on Microstructure and Coercivity of SmCo-Based MagnetsEI北大核心CSCD

High-temperature permanent magnets have an important application in the aerospace and other high-tech fields, among which 2:17-type SmCo magnets have become the first choice for high-temperature permanent magnets due to the strong magnetic anisotropy and high Curie temperature. Although there are studies on the effect of Fe on the remanence and coercivity, the role that Fe plays on coercivity mechanism of SmCo magnets is still unclear. In this work, Sm(CobalFexCu0.08-0.10Zr0.03-0.033) z (x= 0.10-0.16, z=6.90 and 7.40) magnets are prepared and the magnetic properties under different temperatures are investigated. The magnets with an intrinsic coercivity of 603.99 kA/m and a maximum energy product of 87.30 kJ/m(3) at 500 degrees C. are obtained. It is revealed that at room temperature the coercivity of the magnets increases with increasing Fe content, however, at 500 degrees C. the coercivity shows an opposite dependency on Fe content. Moreover, the effect of Fe on coercivity is more obvious at low z value. The phase structure and composition analyses were characterized by XRD and TEM. The results show that with the increase of Fe content, the size of the 2: 17R cell phase increases, the volume ratio of cell boundary 1: 5H phase decreases, and furthermore, both Fe content in the 2: 17R phase and Cu content in the 1: 5H phase increase. The variations of Fe and Cu contents in both phases lead to the change of the domain wall energy difference. With the increase of Cu content of 1:5H phase, the domain wall energy of 1: 5H phase (gamma(1:6)) drops faster at room temperature, the coercivity is determined by gamma(2:17)-gamma(1:5), so the coercivity increases with increasing Fe content. While at 500 degrees C, due to gamma(1:6) at its Curie temperature, the coercivity is mainly determined by the domain wall energy of 2: 17R phase (gamma(1:17)), which decreases with increasing Fe content. The increase of Fe content at the low z value results in a smaller growth of cell size, which leads to a more significant change in coercivity.     

Tm元素对SmCo_5晶体结构与磁性能的影响（英文）EI北大核心CSCD

采用X射线衍射分析(XRD)和磁性能测试等方法,分析了Tm元素掺杂对Sm Co5晶体结构和内禀磁性能的影响。XRD测试结果表明:Sm Co5和Sm0.8Tm0.2Co5.2均为Ca Cu5结构,掺杂Tm元素后,晶格常数c值增大,而a,b与晶胞体积减小;M-T曲线测试结果表明:Sm Co5和Sm0.8Tm0.2Co5.2的居里温度分别为957和965 K;在测试外加场为7 T的条件下,300 K时Sm Co5的各向异性场HA和饱和磁化强度M7T均高于Sm0.8Tm0.2Co5.2;当温度升高至473 K,Sm Co5的HA和M7T要低于Sm0.8Tm0.2Co5.2,说明Sm Co5中进行Tm元素掺杂可以有效的改善其在高温条件下的磁性能。     

Magnetic Hysteresis and Electrical Impedance Spectra of Hard Magnetic SmCo5 and Soft Magnetic Co30Ag70 Composites

在磁场下,采用振动样品磁强计和电阻抗测试仪来研究加入 0%,5% 和 10%(质量分数)的硬磁钐钴的钴银合金在矫顽场不变的情况下,颗粒状复合材料的剩余磁化强度伴随钐钴质量分数的增加而增加。在 10 kHz~100 kHz 区间,各复合材料的电阻抗均未表现大的变化。但是,在 200 kHz~1 MHz 区间,由于趋肤效应,电阻抗迅速增加。当磁场为 3.3 kA/m,所有的阻抗谱都发生了微移。其中,未加钐钴的钴银合金阻抗谱发生了最大的偏移。这些结果确定了在磁场下材料软磁特性与其电阻抗的关系。     

SmCo／Cr薄膜中Cr底层最佳溅射条件的正交设计研究

在SmCo/Cr薄膜中，Cr底层的取向结构对薄膜的磁学性能有很大的影响。设计了4因素3水平的正交实验L9(3^4)，并通过数理统计的方法分析了Cr底层的溅射参数对SmCo／Cr薄膜矫顽力的影响。用较少的实验得到Cr底层的最佳实验条件：靶基距为4cm，功率为50w，溅射气压为0．5Pa，溅射时间为9min。并发现了靶基距、功率和溅射气压对薄膜矫顽力的影响较大，其中靶基距是薄膜矫顽力最主要的控制因素。而溅射时间在所取的水平上对薄膜矫顽力的影响最小。本实验设计可达到95％的置信度。     

SmCo5纳米颗粒和纳米薄片的制备、结构和磁性能

采用表面活性剂增强高能球磨技术及颗粒清洗、分级筛选工艺,制备了具有较高矫顽力、颗粒尺寸分布狭窄的SmCo₅纳米颗粒与纳米薄片,利用XRD,SEM,TEM,激光粒径分析（LPSA）和振动样品磁强计（VSM）等手段分别对其相结构、微观形貌、颗粒尺寸分布及磁性能进行了表征.结果表明,平均颗粒尺寸分别为9.8和47.5 nm的SmCo₅纳米颗粒,其室温矫顽力分别为6.8×10⁴和7.3×10⁵A/m;SmCo₅纳米薄片的平均颗粒尺寸为1.4μm,平均厚度为75 nm,具有明显的c轴织构和较强的磁各向异性,其难磁化轴和易磁化轴上的室温矫顽力分别可达5.5×10⁵和1.6×10⁶A/m;SmCo₅纳米颗粒和纳米薄片的矫顽力表现出显著的颗粒尺寸依赖性.     

高矫顽力2：17型SmCo永磁合金的时效处理与磁性能的研究

利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线电子能谱分析以及磁性测量的方法，研究了高矫顽力2：17型钐钴稀土永磁合金在等级时效过程中磁性能的变化与时效处理条件及显微组织结构的关系。试验结果表明：合金一经时效，就由单相固溶体分解为2：17相和1：5相，在随后降低温度的等级时效过程中，内禀矫顽力Hci的提高可以认为是由两相成分的变化进而导致畴壁能差的变化引起的，另外时效过程中产生的晶界析出物对矫顽力的提高也起了一定的作用。     

SmCo5纳米颗粒和纳米薄片的制备、结构和磁性能

采用表面活性剂增强高能球磨技术及颗粒清洗、分级筛选工艺,制备了具有较高矫顽力、颗粒尺寸分布狭窄的SmCo₅纳米颗粒与纳米薄片,利用XRD.SEM,TEM.激光粒径分析（LPSA）和振动样品磁强计（VSM）等手段分别对其相结构、微观形貌、颗粒尺寸分布及磁性能进行了表征.结果表明,平均颗粒尺寸分别为9.8和47.5 nm的SmCo₅纳米颗粒,其室温矫顽力分别为6.8×10⁴和7.3×10⁵A/n;SmCo₅纳米薄片的平均颗粒尺寸为1.4μm,平均厚度为75 nm,具有明显的c轴织构和较强的磁各向异性,其难磁化轴和易磁化轴上的室温矫顽力分别可达5.5×10⁵和1.6×10⁶A/m;SmCo₅纳米颗粒和纳米薄片的矫顽力表现出显著的颗粒尺寸依赖性.     

Magnetic Properties of SmCo7 Permanent Magnetic Films for High Temperature Applications

研究了以Mo为衬底在Si(100)基片上沉积SmCo7永磁薄膜的高温磁学性能。结果表明,高温老化处理对薄膜的晶体结构和磁性能没有显著影响。根据趋近饱和定律和薄膜的高温磁化曲线,获得了磁晶各向异性常数K1随温度的变化关系。该关系说明随着温度的增加,SmCo晶粒的取向在一定程度上受到了破坏。此外,薄膜磁性能随温度的变化关系适当,可以满足在微电子机械系统(MEMS)中的应用。     

纳米晶SmCo7合金的相稳定性、相变行为及其对磁性能的影响

以纳米晶单相SmCo7合金块体为初始原料,通过系列退火系统研究了随着晶粒长大其物相组成和显微组织的演变特征。研究发现纳米晶SmCo7相从室温至600℃都能保持很好的相稳定性(晶粒长大十分缓慢)。而且研究发现纳米晶SmCo7相的失稳分解和晶粒的突发长大会同时发生。值得注意的是分解形成的Sm2Co17相大部分是以显微孪晶的形式存在,而SmCo5相则是呈圆形均匀分布于合金中。另外通过对具有不同晶粒尺寸和物相组成的纳米晶SmCo7合金的室温磁性能细致表征,发现单相SmCo7合金都具有非常优异的磁性能。而其中平均晶粒尺寸为33nm的单相SmCo7合金具有最高矫顽力,达到1164.54kA/m;平均晶粒尺寸为29nm的单相SmCo7合金具有最高的磁能积,达到95.65kJ/m3。