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。     

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.     

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。     

Nd_(21)Pr_7Gd_4Fe_(66.02)Cu_(0.2)Al_(0.7)B_(1.08)磁体添加纳米粉MgO研究

研究了添加纳米粉Mg O对Nd21Pr7Gd4Fe66.02Cu0.2Al0.7B1.08磁体的影响。通过扫描电镜能谱研究分析可知,纳米粉Mg O主要分布于磁体的晶界相当中。通过XRD分析可知:添加w(Mg O)=0.2%的纳米粉Mg O,磁体主晶粒(006)晶向晶粒发育良好,晶粒取向度较好;添加w(Mg O)=0.2%的纳米粉Mg O,磁体Nd21Pr7Gd4Fe66.02Cu0.2Al0.7B1.08有最高的剩磁(1.204 T);添加w(Mg O)=0.4%纳米粉Mg O,磁体Nd21Pr7Gd4Fe66.02Cu0.2Al0.7B1.08有最高的矫顽力(11.70 k A/m);添加Mg O的磁体比未添加Mg O的磁体耐腐蚀性要好。     

粘结磁体助剂对模压成型NdFeB粘结磁体性能的影响

采用模压设备制备了NdFeB粘结磁体,并研究了粘结助剂(粘结剂和偶联剂)对快淬NdFeB粘结磁体力学性能,包括密度和抗压强度以及磁性能的影响.研究结果表明,添加偶联剂可以提高粘结磁体的性能.使用E-51环氧树脂粘结剂所获得的磁体密度、剩磁、矫顽力、最大磁能积以及抗压强度比用E-44粘结剂的磁体性能要高.随着粘结剂含量的增加,磁体的密度在逐渐降低,磁体的抗压强度在不断变大.而剩磁随着粘结剂含量的增加在不断下降.对矫顽力这个性能来说,1.5%的粘结剂含量为最佳用量.     

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。     

晶界添加氧化物对烧结NdFeB磁性能的影响

为了提高NdFeB磁体的磁性能,通过球磨混粉的方式,研究了通过在晶界上添加MgO,SiO2和CaO对烧结NdFeB磁性能的影响,并采用扫描电镜分析了添加物在晶界相中的分布。研究结果表明,晶界添加适量MgO可实现磁体剩磁、最大磁能积的提高,矫顽力几乎保持不变,在当前实验条件下,当添加量为0.1%时磁性能达到最大值。     

烧结钕铁硼磁体边界相的调控技术机制

采用传统的粉末冶金方法制备了名义成分为Nd_(28)Dy_2Fe_(68.6)B_1Ga_(0.2)Nb_(0.2)的烧结钕铁硼磁体,并研究了烧结钕铁硼磁体Nd_(28)Dy_2Fe_(68.6)B_1Ga_(0.2)Nb_(0.2)晶粒的细化和磁体晶界相演化之间的关系。通过细化磁粉粒度,制备出了平均晶粒尺寸分别是8.22,4.69,3.60和3.12μm的4种磁体。结果表明,磁体平均晶粒尺寸为3.60μm时对应的磁体的磁性能最好:最大磁能积(BH)m=389.93 k J·m~(-3),内禀矫顽力Hcj=1282.79 k A·m~(-1)。从磁体的微观形貌观察发现,随着磁体平均晶粒尺寸的减小,磁体中角隅晶界相的尺寸减小,条带状晶界相的比例增大,使更多的富Nd相参与到隔断主相晶粒之间的磁交换耦合中来,磁体矫顽力提高。磁粉粒径细化之后,磁粉颗粒的形貌更加规则、均一,取向时受到的摩擦力减小,提高了磁体的剩磁和取向度。但是随着平均晶粒尺寸从3.60到3.12μm的进一步减小,富Nd相发生了团聚,且分布不均匀,导致磁体矫顽力降低;磁体中的富Nd相增多并团聚,导致了磁体在烧结过程中由于液相较多而使主相晶粒发生了偏转,而且导致了磁体取向度降低,进而导致剩磁的减小。     

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...     

添加Ga、Nb对NdDyTb-FeCo-B烧结磁体显微组织和磁性能的影响

研究了复合添加Ga、Nb对NdDyTb-FeCo-B烧结磁体的显微组织和磁性能的影响。结果表明:添加0.1%Ga、0.5%Nb磁体的矫顽力iHc、剩磁Br、最大磁能积(BH)max均较好。用SEM电镜对显微组织进行分析,发现添加Ga后晶粒大小均匀,形状规则化。在烧结过程中Ga原子置换Nd2Fe14B相中Fe原子形成Nd2Fe14-xGaxB二次主相,使反磁化核不易形成和扩展,从而改善磁体的磁性能。     

ZrN掺杂对热压-热变形制备钕铁硼磁体磁性能和电阻率的影响

以NdFeB粉和ZrN粉为原料,通过真空热压烧结与热压变形,制备ZrN掺杂量(质量分数)为0～5%的NdFeB磁体,研究Zr N掺杂对NdFeB磁体密度、电阻率与磁性能的影响。结果表明,随w(ZrN)增大,热压烧结态磁体的密度先增加后降低;热压变形后的NdFeB磁体,中心部位的磁性能最佳,沿径向逐渐变差,并且随w(ZrN)增加,磁体的电阻率增大,但磁性能整体下降较明显。w(ZrN)为1%的热变形磁体具有较好的磁性能,剩磁为1.362T,矫顽力为865.5 kA/m,最大磁能积为349.6 kJ/m3,同时电阻率达到250μΩ·cm,比未掺杂NdFeB磁体的电阻率(230μΩ·cm)提高8.7%,达到作为稀土永磁电机中转子的使用要求。     

富铈液相合金添加的再生烧结钕铁硼磁体研究

采用废旧的烧结钕铁硼电机磁钢作为研究对象(牌号33H),研究富铈液相合金添加量对再生烧结钕铁硼磁体的磁性能和微结构的影响。研究结果表明,在相同的烧结温度下,当未添加液相时,再生磁体密度很低;进一步提高烧结温度,磁体密度略有提高,但是磁体容易氧化、甚至开裂。随着液相合金的添加,再生磁体的密度不断提高,磁性能相应地明显改善,这说明液相合金具有明显的助烧结作用。但是当液相合金的添加量超过8%(质量分数)时,再生磁体的矫顽力降低,这可能因为过多的富铈液相添加使磁体中的富稀土相团聚,磁体微观结构变差。当液相合金添加量为5%,烧结温度为1080℃时,再生烧结钕铁硼磁体的磁性能最佳:剩磁Br达到11.67 k Gs,内秉矫顽力Hcj达到18.94 k Oe,磁能积(BH)max为33.1 MGOe。再生磁体的性能与原废旧磁钢相当,甚至略有提高,再生磁体具有优异的退磁曲线方形度(Hk/Hcj=0.972)。     

低温度系数稀土永磁体的研究

研究了具有较低温度系数的稀土永磁体,包括低矫顽力温度系数的Nd2Fe14B/Fe3B-ferrite复合粘结磁体和低剩磁温度系数的Sm0.8RE0.2(CobalFe0.22Cu0.06Zr0.03)7.4(RE为Gd,Er)烧结磁体.实验表明,添加矫顽力温度系数βjHc为正数的铁氧体磁粉可将粘结磁体的矫顽力温度系数值减小.还讨论了固溶处理对2∶17型Sm-Co烧结磁体磁性能的影响以及添加重稀土元素部分替代钐,对提高温度稳定性的作用.     

烧结温度对高矫顽力Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17永磁体磁性能的影响

为深入了解高矫顽力Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17永磁体烧结温度与磁体磁性能的关系，设计了6种不同烧结温度，分别测试了各温度下烧结试样的密度和磁性能。试验结果表明：高矫顽力Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17磁体的密度随着烧结温度的升高而升高，在1210－1220℃达到最大值；磁体在1205－1210℃烧结时有较高的磁性能，内禀矫顽力超过1910kA/m，最大磁能积达到210kJ/m^3，温度过高或过低都使磁本性能下降；剩磁Br随磁体密度的升高而上升，矫顽力Hci的变化是密度和晶粒大小及胞状尺寸综合作用的结果。     

热变形(Nd,Pr)-Fe-Nb-B磁体取向度及矫顽力机制研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了热变形Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6磁体断口等显微组织,并用磁滞回线仪测量了磁体的磁性能,系统研究了磁体显微组织、磁性能与取向度的变化规律。估算了250~380μm和250μm Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6粉、变形量60%的热变形磁体等效易磁化轴与热变形压力方向夹角α,随α从26.0°降至9.1°,磁体密度从7.04 g·cm~(-3)增加至7.49 g·cm-3,M_r/M_s(M_r为剩余磁化强度,Ms为饱和磁化强度)从0.78增大到0.91,磁能积持续增加,矫顽力先从1346 k A·m~(-1)增加至1499 k A·m~(-1),然后矫顽力下降到1216 k A·m~(-1),矫顽力增加的原因是磁体单位体积内磁性主相体积分数增加导致对矫顽力的贡献增大,更多的等轴晶参与热变形、晶粒发生碎化、晶粒尺寸细化;随着α的继续降低,热变形磁体的剩磁、矫顽力将分别进一步增加、减小,矫顽力减小的原因是片状晶的比例增加,片状晶的晶粒尺寸增大,单畴晶粒占总磁畴晶粒比例减小,片状晶出现退磁场。实验统计热变形Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6矫顽力与等效平均晶粒尺寸的关系拟合曲线为Hci=1523.3786+0.3280D-0.0031D2,矫顽力随等效平均晶粒尺寸的增大而降低。     

CuGa晶界添加对烧结钕铁硼永磁体磁性能及热稳定性的影响

将商用N45磁粉与CuGa辅合金粉末混合制备得到烧结钕铁硼磁体。CuGa辅合金的添加优化了磁体的晶界,使得磁隔绝效应更加显著,从而提高了磁体的磁性能及热稳定性。仅需添加0.1%质量分数的Ga,烧结磁体矫顽力就由12.5 kOe增长到13.4 kOe,继续增加添加量虽然有利于提高矫顽力,但是降低了磁体的剩磁。EDS结果显示,在晶粒边界处有Cu和Ga的富集现象,可以很好的起到去磁耦合的作用,由于边界在磁体中占比极小,故较多的添加量会使辅合金元素进入主相,降低磁性能。随着辅合金添加量的增加,磁体的矫顽力温度系数单调的由-0.677%/℃变化为-0.661%/℃。CuGa辅合金添加磁体的矫顽力温度系数的绝对值小于未添加磁体,说明随着CuGa辅合金添加量的增加,磁体的矫顽力热稳定性有所提高。100℃处理后,未添加CuGa辅合金磁体(Pc=2)磁通不可逆损失hirr=14.14%,而添加了质量分数为0.1%、0.3%和0.5%的Ga的样品hirr分别为8.07%,5.75%,5.35%。CuGa合金添加可以减小磁通的不可逆损失,使磁体的热稳定性得到改善,有利于磁体在电机等高温环境中的应用。     

Ho对烧结钕铁硼永磁体性能的影响

在工业生产线上制备了合金成分为(Pr-Nd)_(28.8-x)D_(y2)Ho_xFebalNb_(0.2)B_(1.05)的烧结钕铁硼永磁体,研究了Ho取代部分金属Pr-Nd对烧结钕铁硼永磁体磁性能、显微组织以及耐腐蚀性能的影响。研究结果表明,Ho取代部分金属Pr-Nd可促进合金片中Nd_2Fe_(14)B柱状晶的生长,使富Nd相以薄片状更均匀地分布于Nd_2Fe_(14)B主相晶粒之间,并使永磁体的显微组织致密化,从而有效提高其内禀矫顽力(但剩磁降低)及耐腐蚀性能,减少失重。当Ho添加量为3%时,产品表现出最好的综合性能,剩磁(Br)达到1.237T,内禀矫顽力(H_(cj))达到1.76 MA/m,J-H退磁曲线方形度(H_k/H_(cj))为0.99。     

粘结剂含量对粘结NdFeB磁体磁性能和抗压强度的影响

用环氧树脂粘结剂制备了NdFeB粘结磁体,探讨了粘结剂含量对粘结磁体磁性能和抗压强度的影响规律及机理.当粘结剂含量为1%(质量分数,下同)时,磁粉不能完全被包覆、粘结,磁体密度、磁性能和抗压强度低;当粘结剂含量为5%时,粘结剂体积分数大,稀释了磁体的磁性能,多余的粘结剂也使磁体抗压强度降低.粘结剂含量为2.5%时磁体具有较佳的性能:剩磁Br=0.616T;内禀矫顽力Hcj=784kA/m;最大磁能积(BH)m=58kJ/m3;抗压强度为236MPa.     

重稀土掺杂烧结钕铁硼磁体的晶界调控研究进展

随着低碳经济的提出,烧结钕铁硼磁体作为新能源汽车及其他高新技术的核心材料越来越受到人们的关注,同时对其性能也提出了更高的要求,高矫顽力、高剩磁和大磁能积的永磁体成为人们追求的目标。烧结钕铁硼磁体的磁性能与微观结构中晶界成分、分布以及体积分数等密切相关。利用新型工艺在合金中掺杂重稀土可以很好地调控磁体的微观结构,从而在保持剩磁不变的基础上,提高磁体的矫顽力和磁能积。本文在详细介绍两种新型掺杂技术的基础上,梳理了近几十年来国内外通过掺杂重稀土金属、重稀土化合物及重稀土合金来调控磁体晶界结构、提高磁体矫顽力方面的最新研究成果,为进一步提高烧结钕铁硼磁体性能提供参考。     

烧结温度对MM-Fe-B永磁体磁性能与微观结构的影响

利用白云鄂博共伴生混合稀土(MM)制备了MM-Fe-B永磁体,研究了烧结温度对磁性能与微观结构的影响。随着烧结温度的升高,磁体的密度逐渐升高,剩磁、矫顽力、最大磁能积先增大后减小。对比结果:当烧结温度为980℃时,磁性能最优,剩磁0. 862 T(8. 62 k Gs),内禀矫顽力171. 6 k A/m(2. 16 k Oe),最大磁能积84. 6 k J/m3(10. 63 MGOe)。与Nd Fe B最优烧结温度(1060℃)相比MM-Fe-B烧结温度有所降低,有利于节能减排。对磁体微结构分析发现磁体中存在Ce Fe2相,La元素富集于富稀土相中,磁体中存在大量的穿晶畴。探索利用共伴生混合稀土制备永磁体对稀土资源合理高效使用和环境保护具有重大意义。