Nd-Fe-B磁体掺杂Tb-Fe-B制备高性能大块永磁体

应新能源大型设备器件需求,制备兼具高剩磁、高矫顽力的大块永磁材料成为当前研发重点。不同于晶界扩散技术(GBDP),采用双合金工艺(Nd-Fe-B磁体掺杂Tb₁₉Fe₇₅B₆)制备的多主相(Nd, Tb)-Fe-B烧结磁体,不仅可实现高剩磁与高矫顽力而且体型可控,体现出更高的实用价值。微组织分析显示,掺杂Tb₁₉Fe₇₅B₆使得磁体晶界优化并在Nd₂Fe₁₄B晶粒表层形成(Nd, Tb)₂Fe₁₄B壳层,结合Tb₂Fe₁₄B相的存在,矫顽力得以显著提升。而导致多主相(Nd, Tb)-Fe-B磁体同时实现高剩磁与高矫顽力,主要归因于微结构中Tb₂Fe₁₄B单晶与Nd₂Fe₁₄B单晶共存所触发的界面耦合效应。该研究结果为制备高性能大块永磁材料提供...     

烧结Nd-Fe-B磁体晶界扩散TbH2高温稳定性及其机理

采用涂敷方式,在烧结钕铁硼表面均匀涂敷TbH₂粉末,经过不同的扩散温度处理,制备出晶界扩散磁体。研究了晶界扩散TbH₂对烧结Nd-Fe-B磁体常温磁性能及高温稳定性的影响,并分析了磁体矫顽力提升的机理。常温磁性能研究表明,扩散磁体经过890 ℃+490 ℃工艺处理后性能达到最优,矫顽力从1 383 kA/m提升到1 988 kA/m。高温磁性能结果显示,扩散磁体200 ℃的矫顽力温度系数|β|比原始磁体降低0.032%/℃,磁通不可损失hirr比原始磁体降低21.47%,扩散TbH₂明显提高了烧结Nd-Fe-B磁体的热稳定性。分析得出,晶界扩散TbH₂磁体矫顽力提升的机理是Nd₂Fe₁₄B晶粒外延层形成了（Tb, Nd）₂Fe₁₄B核壳结构,提高了磁晶各向异性场;同时改善了磁体的微观组织结构,有效地隔绝了晶粒之间的磁交换耦合作用。      

基于Nd6Co13Cu晶界重构的高抗蚀性钕铁硼磁体

抗蚀性差是长期限制多元多相钕铁硼永磁材料应用的关键问题之一。富Nd晶界相电极电位远低于Nd₂Fe₁₄B硬磁主相，是导致抗蚀性差的组织结构根源。本文基于晶界重构思路，设计并制备了Nd₆Co₁₃Cu (%,原子分数)高电位辅合金和(Pr, Nd)_28.00Fe_balB_1.03 (%,质量分数)低稀土含量的2∶14∶1型主合金，通过双合金方法，制备了不同Nd₆Co₁₃Cu添加量的重构磁体，综合磁性能/抗腐蚀性能测试和显微组织结构/成分分析，揭示了重构磁体的性能变化规律和调控机理。结果表明，2%Nd₆Co₁₃Cu添加量的重构磁体综合性能优异，总稀土含量仅为28.46%,湿热环境下96 h腐蚀失重仅为0.28 mg/cm²,为相同稀土含量未重构磁体的26%,磁性能[B_r=14.03 kG,H_cj     

镝扩渗对烧结钕铁硼磁体组织结构与磁性能的影响

对比研究了38UH、42SH和N50薄片状钕铁硼磁体晶界镝扩渗前后的组织结构与磁性能,发现经过镝扩渗处理后磁体的矫顽力提高了400 kA·m-1以上,而剩磁几乎不变,最大磁能积因为矫顽力和方形度的提高而提高。经组织结构分析认为,钕铁硼磁体晶界镝扩渗提高矫顽力主要是通过提高Nd₂Fe₁₄B晶粒外延层的各向异性和形核场实现的。根据Fick第一扩散定律,对磁体晶界镝扩渗进行了模拟计算,可近似得到定温热处理不同时间后渗镝深度及对应的镝的质量浓度及质量分数。      

火焰原子吸收光谱法测定钕铁硼磁铁中铅

钕铁硼磁铁已在日用消费品中广泛使用,随着日用消费品环保质量要求的提高,也就产生了测定钕铁硼磁铁中的铅含量需求。采用王水溶样,于谱线Pb 283.3nm处,采用氘灯扣背景,以铁基体匹配法建立校准曲线,实现了空气-乙炔火焰原子吸收光谱法对钕铁硼磁铁中铅含量的测定。实验详细讨论了样品中主要基体元素钕、铁、硼对测定的影响。结果表明,样品中硼和钕对铅测定的影响可忽略;而铁基体对测定的干扰不可忽略。按照钕铁硼磁铁主体硬磁相结构式Nd₂Fe₁₄B估算出铁在磁铁中的大致质量分数为71%,据此,可推算出按照实验方法消解定容后样品溶液中铁的质量浓度约为2840mg/L。试验表明铁的质量浓度在1600~3600mg/L范围内时铅的吸光度保持稳定,但相对于基体空白的吸光度均高出很多。因此,实验最终选择匹配2800mg/L的铁来消除基体干扰。在选定的实验条件下,方法线性范围为0.10~5.00mg/L,相关系数为0.999,检出限为0.02mg/L。按照实验方法对3个钕铁硼磁铁实际样品中铅进行测定,平行测定6次结果的相对标准偏差(RSD)小于6%,回收率在93%~103%之间。根据日用消费品中铅限值要求,配制铅质量分数为1000mg/kg的钕铁硼磁铁模拟样品并按实验方法进行分析,得到的结果与理论值基本一致。     

DyFe薄膜晶界扩散钕铁硼磁体的结构与磁学性能

采用磁控溅射在磁体易磁化面上沉积3μm厚度的Dy_xFe_1-x(x=30,50,80,100)合金薄膜层，并进行适当热处理制备晶界扩散型烧结钕铁硼磁体。当Fe含量为20%(原子分数)时，Dy₈₀Fe₂₀扩散磁体在基本不影响剩磁的情况下矫顽力能够达到15.70 kOe,接近Dy扩散磁体矫顽力，性价比更高。微观结构分析表明，重稀土元素Dy沿晶界相向磁体内部扩散的同时发生了晶格扩散，在晶粒表层生成了磁晶各向异性场更强的(Nd, Dy)₂Fe₁₄B硬磁壳层，因而磁体矫顽力增强。Dy扩散磁体经典核壳结构出现于100μm～300μm之间，且有效扩散深度小于500μm,而Dy₈₀Fe₂₀扩散磁体在100μm处便出现了明显的核壳且壳层可延续至500μm以上，说明Fe合金化可以有效缓解Dy在扩散磁体表面的聚集并提高有效扩散深度。在任意温度区间内，Dy₈₀Fe₂₀扩散磁体的α_B     

HDDR工艺对各向同性NdFeB磁粉性能的影响

研究了HDDR制备各向同性磁粉中歧化反应、脱氢再化合反应温度和时间对磁粉性能的影响规律;应用X射线衍射分析(XRD)和差热分析仪(DTA)研究反应温度和晶粒大小在不同氢压下脱氢的变化规律.结果表明:工艺分别在歧化温度为820℃、歧化时间为1.5h,脱氢再化合温度为820℃、脱氢再化合时间为1h时,得到最佳性能;应用DTA模拟HDDR过程研究不同脱氢氢压对材料的影响,发现随着脱氢氢压的升高,反应变缓,XRD显示合金α-Fe峰增强,利用谢乐公式计算晶粒发现随脱氢氢压的升高晶粒变小.     

低成本制造48M烧结钕铁硼永磁材料的配分与工艺研究

设计了添加稀土Ho取代稀土Dy的单合金配分,并采用熔炼、氢破碎、气流磨、密封压制成形、低温烧结的工艺研究方案,最终以低成本制备了高磁能积的48M(NdFeB380/107)烧结钕铁硼永磁材料产品。其中气流磨采用低压研磨法,减少了富Nd相的损失,并降低了磁粉粒度。     

(Nd,Pr,Ce)-Fe-B磁体的组织与磁学性能

为开发低成本烧结钕铁硼磁体,用30% Ce替代(Nd_0.75Pr_0.25)_32.69Fe_66.25B_1.06磁体中的Nd和Pr,研究了磁体在烧结及回火过程中的组织结构和磁学性能变化.结果表明,取向压坯在1030~1080℃烧结2 h后,随烧结温度升高,磁学性能下降,烧结温度为1030℃时综合磁学性能均最好.烧结态Ce替代磁体的综合磁学性能优于未替代磁体.一级回火后,相组成和晶粒尺寸基本不变,边界结构也未发生明显变化,磁体性能基本不变,或有少量下降.二级回火后,晶界明显改善,获得较清晰且平直的晶界,磁体矫顽力均得到大幅提高.Ce替代磁体的剩磁、矫顽力和磁能积均稍低于未替代磁体.      

Preparation and Microstructure Evaluation of Directionally Solidified Nd-Fe-B Ingots by Electromagnetic Cold Crucible

In this paper Nd-Fe-B ingots with hyper-peritectic composition were prepared through continuous and directional solidification by a novel electromagnetic cold crucible approach.A group of experiments were carried out in order to investigate the effects of input power and withdrawal velocity on the microstructure and growth orientation of Nd-Fe-B phases.It was found that the peritectic Nd₂Fe₁₄B phase grows with a planar interface at lower withdrawal velocity and changed into the dendritic interface at higher withdrawal velocity.The result was explained by the theory of constitutional supercooling.Meanwhile the volume fraction of ferromagnetic T₁ phase was found to be increased first and then decreased with the increasing of withdrawal velocity during the growth process of the ingots.     

Y取代对Pr-Nd-Fe-B合金微观结构和磁性能的影响

基于熔体快淬技术，研究了不同Y取代量对[（Pr_0.25Nd_0.75）_1-xY_x]_13.9Fe_80.1B₆合金物相组成、磁性能、晶间磁相互作用和微观结构的影响.结果表明，适量Y替代Pr、Nd元素，可以抑制Fe₃B相的形成，且合金矫顽力温度稳定性增强.当Y取代Pr、Nd元素的量为30 %时，居里温度仅轻微从307 ℃下降至302 ℃. Y取代具有一定程度的晶粒细化作用，有助于改善合金的微观结构.此外，Y取代还可以增强主相晶粒间的交换耦合作用.      

缺碳预还原MoO3+氢气深脱氧工艺制备超细钼粉

以炭黑为还原剂还原MoO₃制备存在少量MoO₂的预还原Mo粉,然后对预还原Mo粉进行氢气深还原,成功制备出平均粒径为99～190 nm的超细钼粉,研究了碳热还原温度对Mo粉平均粒度和残碳量的影响。结果表明,在同一还原温度下,当C/MoO₃摩尔比从2.0增加到2.1时,产物的粒径变化很小。碳热还原温度对产物粒径和纯度有显著影响。当C/MoO₃摩尔比为2.1时,还原温度从950 ℃增加到1150 ℃,氢还原后钼粉的平均粒径从100 nm增加到190 nm,且残碳量（质量分数）由0.030%降低到0.009%。     

晶界扩散Dy60Co35Ga5合金对烧结钕铁硼磁体 磁性能及热稳定性的影响

研究了晶界扩散Dy₆₀Co₃₅Ga₅合金对烧结钕铁硼磁体磁性能及其热稳定性的影响.随着扩散温度的升高，磁体的矫顽力（H_cj）呈现出先增加后减少的趋势，并在890 ℃扩散3 h，480 ℃回火5 h的工艺条件下，矫顽力达到较优，从1 209 kA/m提高到1 624 kA/m，磁体的剩磁只有轻微的下降，从1.38 T降低到1.32 T.高温下测试磁体的磁性能，原始磁体和890 ℃晶界扩散Dy₆₀Co₃₅Ga₅合金磁体的矫顽力都呈下降趋势，但晶界扩散Dy₆₀Co₃₅Ga₅合金磁体的矫顽力在高温下要明显优于原始磁体.原始磁体及890 ℃晶界扩散Dy₆₀Co₃₅Ga₅合金磁体在不同温度下保温2 h的不可逆磁通损失分别为63 %和45 %.且DSC结果显示，890 ℃晶界扩散Dy₆₀Co₃₅Ga₅合金磁体的居里温度（T_c）要明显高于原始磁体的居里温度，这表明晶界扩散磁体的热稳定性得到了很大的改善. XRD图谱显示，890 ℃晶界扩散磁体RE₂Fe₁₄B相的衍射峰较原始磁体向右偏移，说明Dy原子及Co原子少部分已进入主相晶粒.      

球形三氧化钼还原产物形貌

通过两段氢气还原实验研究球形三氧化钼还原得到MoO₂和Mo粉的显微形貌。结果表明:经一段还原后球形三氧化钼（β-MoO₃）先变成α-MoO₃,再生成立方形的γ-Mo₄O₁₁,最后形成α-MoO₂;经二段还原得到Mo粉。MoO₂形貌受还原温度和还原气氛影响较大,还原温度较低或者在还原气氛中引入水分时,MoO₂为松散、细小的不规则形貌;还原温度较高或者还原气氛为大流量的干氢时,MoO₂为薄片状,易板结。超细Mo粉的形貌主要受还原温度、水蒸汽分压和氢气分压的影响,还原温度低或者氢气流量较小,应尽量使水蒸汽分压和氢气分压的比值接近平衡常数,可得到大小均匀、分散的超细钼粉。     

仲钨酸铵还原制备超粗球形钨粉

以钨酸铵溶液为原料,加入含Li、Na和K碱金属盐的添加剂,在湿氢条件下还原制备粗晶球形钨粉.研究了碱金属盐的种类、含量及还原时间对仲钨酸铵粉末及钨粉的影响.通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和检验分析筛对仲钨酸铵及粗晶钨粉的形貌、成分、物相组成及粒度分布进行表征.研究表明,采用钨酸铵溶液为原料,添加剂（NaCl、KCl和Li₂CO₃）为3 g·L-1,在1000℃湿氢条件下还原180 min,可直接制备出流动性良好、近球形、晶粒发育完整且均匀的粗晶钨粉.其平均粒径达到67μm,最大粒径可达150μm,最大松装密度为13.41 g·cm-3,最佳流动性为每50 g粗晶钨粉用时9 s.      

溶液雾化氧化法制备四氧化三钴粉末

针对溶液雾化氧化法制备四氧化三钴粉末过程,研究了工程实验条件下反应温度、雾化压力和氯化钴溶液流量等参数对钴氧化率、粉末粒度和粉末松装密度的影响.在反应温度750℃、氯化钴溶液质量浓度120 g·L-1、压缩空气压力0.23 MPa、氯化钴溶液压力0.15 MPa以及氯化钴溶液流量40 L·h-1条件下,制备的氧化钴再经750℃热处理2 h后,钴氧化率达到100%,钴质量分数为73.04%,松装密度为0.48 g·cm-3,平均粒径为7.61μm.工程实验研究结果表明溶液雾化氧化法可以高效快速制备高品质四氧化三钴粉末,过程简单、清洁,具有产业化应用前景.      

VIGA-CC法制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末及其性能研究

以真空自耗电弧熔炼的Ti-35.8Al-18.4Nb（质量分数）合金铸锭为原料,采用水冷铜坩埚真空感应熔炼气雾化制粉技术（water-cooled copper crucible vacuum induction melting-gas atomizing,VIGA-CC）制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末,利用振动筛分法、扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）观察、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）分析等手段对所制备的粉末进行性能表征。结果表明,VIGA-CC技术制备的粉末粒度分布较宽,主要分布在45~150 μm之间,呈正态分布,其中粒径不高于45 μm粉末收得率为15.8%,粒径不低于150 μm粉末收得率为12%;粉末流动性为27.2[s·(50 g)-1],粉末中氧质量分数的增量小于0.01×10-6,粉末整体氧质量分数小于0.06×10-6;TiAlNb合金粉末主要以γ（TiAl）相和α₂（Ti₃Al）相为主,随着粉末粒径的减小,冷却速率逐渐提高,γ（TiAl）相逐渐减少,α₂（Ti₃Al）相逐渐增加;大颗粒粉末表面为枝状冷凝组织,小颗粒粉末为光滑表面。