高Dy含量烧结Nd-Fe-B的晶界扩散处理研究

研究了晶界扩散处理对高Dy含量烧结Nd-Fe-B磁体性能和结构的影响。经蒸镀渗Dy晶界扩散处理,高Dy含量Nd-Fe-B磁体的矫顽力从1 713 kA/m提高至2 161 kA/m,而剩磁和最大磁能积基本没有下降,处理后磁体内Dy平均质量分数仅增加0.30%。不同深度片层分析表明,虽然磁体近表面片层比中心片层的Dy含量高,但是片层间矫顽力相差较少,而且所有片层的矫顽力均远高于未处理磁体片层的矫顽力。电子探针Dy元素面分布结果显示,在未处理高Dy含量磁体的晶界与主相中均存在Dy元素富集区且富集浓度较低,而经扩散处理后,晶界富Nd相中的Dy富集区浓度及所占比例明显提高;包括磁体芯部在内,磁体内大部分角隅处富Nd相内Dy含量明显增加,进一步提高了高Dy含量磁体内部各处的矫顽力。     

添加Gd、Ho对烧结Nd-Fe-B磁体微结构与性能的影响

在Nd-Fe-B合金中添加Gd、Ho元素,可促进Nd2Fe14B柱状晶的生长,使富Nd相分布均匀,细化磁体的晶粒。添加Ho对磁体内禀矫顽力提高较好,添加Gd对磁体J-H退磁曲线的方形度提高较好,但磁体的剩磁与磁能积会降低。Gd、Ho的添加可以降低磁体的开路磁通不可逆损失,使得磁体具有较好的热稳定性。     

添加Dy2O3的烧结钕铁硼磁体的磁性能与力学性能

应用常规粉末冶金工艺制备添加不同质量分数Dy2O3的32(Pr-Nd) -0.60Gd -0.55Nb -0.20Cu -0.45Al - 1.12B - Fe烧结磁体,分析了磁性能、抗弯强度、显微组织的变化规律.结果表明,添加Dy2O3使磁体内禀矫顽力近似线性地上升,而剩磁与磁能积则近似线性地下降;添加1.0％的Dy...     

钆对烧结钕铁硼磁体磁性能和相结构的影响

通过电弧炉冶炼合金,采用球磨制粉,在磁场下取向成型,真空烧结和热处理制备了Nd17-xRxFe76.5B6.5磁体,研究了在钕铁硼永磁体中用稀土Gd部分地代替钕时对永磁体的磁性能随Gd含量的变化。实验结果表明:在一定的烧结及热处理工艺条件下,Nd17-xRxFe76.5B6.5磁体在Gd含量小于5%(原子分数)时,Gd对磁体的剩磁和内禀矫顽力影响相对较小,当Gd含量5%时,磁体磁性能急剧下降。显微成分分析表明,在合金铸态下,Gd可抑制合金的α-Fe相的析出;在磁体中,Gd进入主相是降低磁体矫顽力的主要原因。     

DyAl合金薄膜在NdFeB基体上真空热扩渗行为的研究

采用直流(DC)磁控溅射的方法,在烧结NdFeB磁体表面制备了DyAl合金薄膜,镀膜样品经真空热扩渗(800℃×6h)和时效处理(900℃×2.5h+490℃×5h),研究了样品的微观结构组织与磁性,并对Dy、Al元素在基体中的真空热扩渗行为进行了探讨。结果表明,随着DyAl合金薄膜厚度的增加,磁体的内禀矫顽力Hcj相应提高,内禀矫顽力Hcj提高176kA/m(2.2kOe)。通过对样品微观组织结构观察发现,Dy和Al元素沿晶界富Nd相优先扩散,大量集中分布在主相晶粒表层和富Nd相交界处,不仅改善了晶界表面浸润性,也改变了主相晶粒表层合金成分和微结构,这种晶粒表面与晶界相的改性导致烧结NdFeB磁体的内禀矫顽力Hcj提高。     

废旧烧结Nd-Fe-B磁体添加Ce再制造技术研究

烧结Nd-Fe-B磁体再生过程中会引起稀土元素的氧化和损失,因此重新烧结时无法致密化。添加Ce金属,有助于再生磁体的致密化,并优化磁体的显微组织结构。通过低成本Ce金属的添加,成功实现再生磁体的综合性能优化。并研究了废旧烧结Nd-Fe-B磁体的吸氢过程,用BH测试仪测试了再生磁体的磁性能;采用扫描电镜观察了再生磁体的微观结构。添加4%Ce(质量分数)时,在1 350 K烧结、773 K热处理条件下,再生磁体的剩磁达到了原磁体的98%以上,内禀矫顽力超过了原磁体。     

液相扩散对钕铁硼磁体性能和组织结构的影响

用双合金工艺在Nd13.05Dy0.23Fe80.12B6.5铸片主合金中分别添加质量分数为3％～20％的富稀土铸锭辅合金Nd38.2Cc11.8Fe44.88Al4.12B,研究在钕铁硼永磁体中用Ce部分地取代Nd时对永磁体的磁性能的变化规律.实验结果表明,在一定的烧结及热处理工艺条件下,辅合金加入量介于8％ ～ 12％(质量分数)时,磁体的内禀矫顽力和磁能积相对较高,对剩磁的影响不大.显微成分分析表明,采用双合金法,使组织中细小的颗粒状富稀土相增多,形成了更多的对矫顽力有贡献的富稀土相,并且富稀土相分布于晶界上.     

Co／Nb复合添加对Nd2Fe14B／α-Fe纳米晶双相复合永磁体的影响

通过复合添加,采用熔体快淬法制备Nd8　Fe82　Co3　Nb1　B6纳米晶双相复合永磁体,研究了Co,Nb对合金微观组织及磁性能的影响.结果表明,合金元素Co/Nb的复合添加,可降低剩磁和矫顽力的温度系数,增强软、硬磁相的高温稳定性;其次,提高合金的非晶形成能力,在合金的晶化退火处理中促进晶粒细化,改善显微组织,增加两相晶粒间的铁磁交换耦合作用,有利于合金综合磁性能的提高,其最佳磁性能为Br＝1.14 T,Hcj＝320 kA·m-1,(BH)max＝109.3 kJ·m-3.     

氧对Nd-Fe-B永磁合金的组织和磁性能的影响

研究了氧对Nd-Fe-B永磁合金的组织和磁性能的影响。结果表明,在含氧量很低的Nd-Fe-B永磁合金中引入适量的氧,在晶界上形成一薄层氧化物,可防止磁体烧结时晶粒聚集长大,得到细小、均匀的晶粒,明显地提高合金的矫顽力,剩余磁感应强度稍有降低,最大磁能积略有提高。但是,防止合金烧结时晶粒聚集长大,获得理想的组织和磁性能的根本措施是采用铸带工艺。     

铌对纳米晶Nd2Fe14B合金组织结构与磁性能的影响

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了单相Nd2Fe14B纳米晶合金。研究了添加Nb对Nd12.3Fe81.7-xNbxB6.0(x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0)系列合金的微观组织、磁性能和晶化行为的影响规律。结果表明:添加Nb可提高晶化温度并稳定非晶相;在退火晶化过程中,加入Nb后形成的析出相可以抑制晶粒长大,使晶粒细化且分布均匀,进而提高了材料的综合磁性能。通过对系列合金磁性能分析可知:Nd12.3Fe81.2Nb0.5B6.0合金在600℃退火处理10min后的磁性能最佳,磁能积(BH)m=141.13kJ.m-3,矫顽力Hci=867.95kA.m-1,剩磁Jr=1.02T。     

添加Ti对烧结NdFeB磁体微观组织和性能的影响

采用晶间合金化方式制备了不同Ti含量的烧结(PrNd)_(29.8)Tb_1Dy_(0.2)Cu_(0.5)Al_(0.2)Co_(1.5)B_(0.99)Ti_xFe(x=0~0.8)磁体,研究了其微观组织、磁性能以及力学性能。研究结果表明,Ti的添加能有效细化磁体晶粒;适量添加Ti可提高磁体的内禀矫顽力及方形度,但会降低磁体剩磁及最大磁能积;添加Ti会降低磁体的抗弯强度,对磁体的硬度则基本无影响。     

粉末粒度对烧结钕铁硼磁体组织和磁性能的影响

通过调节气流磨分级轮转速控制粉末粒度,对烧结后NdFeB磁体的磁性能和微观组织进行分析,研究粉末粒度对磁体磁性能和微观组织的影响。实验结果表明,磁体的内禀矫顽力随着粉末粒度的降低逐渐增加;合金粉末的平均粒径从3.26μm减小至2.91μm,磁体的内禀矫顽力可以增加4.9%;最佳烧结温度随着粉末平均粒径的减小而降低。     

Ce对NdFeB永磁体磁性能和微观结构的影响

研究了稀土元素Ce的添加对NdFeB性能的影响。随着Ce含量增加,样品的磁性能剩磁、矫顽力、磁能积分别下降。对比结果:添加量10%时,磁体性能较优,剩磁1.2 T,内禀矫顽力1002 kA/m,最大磁能积273.7kJ/m3。使用XRD检测磁体中CeO2衍射峰增强,SEM观察烧结样品富钕相富集区域增加,样品中孔隙数和孔洞直径明显增大造成磁性能恶化。Ce含量增加导致性能下降,但本实验室制造的(Nd,Ce)2Fe14B磁能积仍在30 MGOe～35 MGOe范围,因而探索稀土元素Ce替代Nd的工作仍然具有积极的经济效益和社会意义。     

无重稀土烧结Nd-Fe-B磁体的显微结构和磁性能研究

对Ga、Al、Cu和Zr共同掺杂的烧结Nd-Fe-B磁体磁性能和显微结构进行研究，并通过回火工艺对磁体的矫顽力进行调控。结果表明：当一级回火为900℃×150 min,且二级回火为500℃×180 min时，磁体矫顽力H_cj从烧结态的14.33 kOe大幅提高到二级回火态的19.86 kOe,提高了38.6%;方形度H_k/H_cj由0.86增加到0.97;剩磁B_r仅从烧结态13.51 kGs略微下降到二级回火态的13.46 kGs;富稀土相分布更加连续和明显。研究分析表明，矫顽力大幅增加主要是由于含有少量的富Nd相和贫B相的烧结Nd-Fe-B磁体中Ga的掺杂改变了晶界相湿润性，降低了富稀土相中Fe元素的含量。本研究为无重稀土高矫顽力和高剩磁烧结Nd-Fe-B磁体步入产业化夯实了理论基础。     

添加混合稀土的廉价Nd-Fe-B的研究

Nd-Fe-B永磁材料不仅具有很高的磁性能 ,而且不含资源紧缺的战略物资钴 ,因而其应用前景非常广阔。但人们希望其价格再降低 ,所以开发廉价磁体非常必要。可以通过降低原材料的成本 ,达到降低磁体成本的目的。实验对以混合稀土取代Nd Fe B合金中的钕的廉价铁基稀土永磁进行了研究 ,结果表明 :随着混合稀土的增加 ,磁性能有所下降 ,但在合金中添加少量的Al,Co,Nb ,可使磁体的磁感矫顽力 BHC上升 ,剩余磁感应强度Br、磁能积 (BH) m稍有下降。     

烧结Nd-Fe-B磁体腐蚀动力学行为

研究了不同成分的烧结Nd-Fe-B磁体在恒定湿热和中性盐雾腐蚀环境中的腐蚀动力学行为,讨论了不同合金成分和腐蚀条件对磁体腐蚀速率的影响,探讨了烧结Nd-Fe-B磁体在不同介质中的电化学行为.结果表明:烧结Nd-Fe-B磁体在湿热环境中的重量变化表现出明显的抛物线衰减规律,而在盐雾腐蚀环境中的重量变化表现出先增后减的规律.以重稀土Dy替代少量Nd,并添加少量Co等元素,可以提高烧结Nd-Fe-B磁体的耐湿热和耐盐雾腐蚀性能.     

Pr含量对快淬Prx(FeCoZr)94-xB6粘结磁体磁性能的影响

研究了Pr含量对快淬Prx(FeCoZr)94-xB6(x=12.5,12,10.5,9.0)系列粘结磁体磁性能的影响。采用部分过快淬加晶化退火工艺,获得由非晶和微晶组成的条带,晶化处理后制备出最佳磁性能的磁体。随Pr含量的减少,磁体的内禀矫顽力Hci下降而剩磁Br增加,Pr含量低于10%,Br增加缓慢,Hci和(BH)m迅速下降。所以,10%是磁性能发生大的转变的临界Pr含量值,验证了作者提出的完全耦合软磁相体积分数模型。     

铽纳米颗粒掺杂烧结高性能NdFeB永磁的研究

分别采用物理气相沉积和快淬-氢爆工艺制备了Tb纳米粉和主相Nd_2Fe_(14)B磁性粉末, 研究了Tb纳米颗粒掺杂对烧结NdFeB永磁磁性能和微观结构的影响. 结果表明, 随着纳米Tb粉含量的增加, 磁体的矫顽力逐渐升高, 剩磁和磁能积则呈下降趋势. 显微组织研究表明, Tb元素富集在主相晶粒的边界层位置, 这种分布方式不仅有效地提高了磁体的矫顽力, 而且降低了Tb的添加量, 从而减小了Tb的添加对磁体剩磁及磁能积的负面影响.     

合金元素对Nd2Fe14B/α-Fe磁性能的影响

通过单一添加 ,研究了C ,Pr,Nb对Nd2 Fe1 4B/α Fe纳米复合永磁体磁性能的影响 ;用少量C取代B ,可以显著提高Nd9Fe85.5Nb1 .0B4 .5-yCy 永磁体的内禀矫顽力iHc,用Pr代替部分Nd可以提高双相快淬薄带的矫顽力并改善退磁曲线的矩形度。当Nb含量控制为 0 .5 %时 ,Nd2 Fe1 4B/α Fe的各项磁性能均有显著提高。采用五因子二水平正交分析方法 ,研究了Ga ,Nb ,Zr,Hf和Pr复合添加对磁性能的作用。Nb是影响剩余磁极化强度Jr 和最大磁能积 (BH) max最为显著的因子 ,而Pr对iHc 的影响最强烈。另外 ,在Nb ,Pr之间 ,Nb ,Hf之间 ,Ga与Pr以及Ga与Hf之间的交互作用也对磁性能有显著影响 ,优化的合金成分为Nd2 .2 5Pr6 .75Fe84 .5Ga1 .5Nb0 .5B4 .5,在 15m·s- 1 带速下获得的最佳磁性能为Jr=1.0 5 3T ,iHc=5 3 0 .9kA·m- 1 ,(BH) max=12 4kJ·m- 3。     

烧结过程对Nd-Fe-B永磁材料磁性能与力学性能的影响

分析了烧结过程对Nd-Fe-B永磁材料磁性能和力学性能的影响.当烧结温度为1 373 K时,随烧结保持时间延长,材料剩磁Br先增加后趋于稳定,矫顽力Hci直线下降.成分为Nd25.5Pr7.5FebalNb0.45Cu0.2Al0.55B1.10的磁体样品的抗弯强度在烧结时间为5 h时达到一个最大值后便持续下降,而成分为Nd25.5Pr7.57.5FebalNb0.15Cu0.25Al0.75B1.10的磁体样品抗弯强度是持续下降的.试验结果表明:通过优化合金成分和烧结工艺参数,可以改善烧结Nd-Fe-B永磁材料的磁性能和力学性能,获得综合性能较高的磁体.