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))。     

简讯

块状各向异性SmCo5/α-Fe纳米复合磁体的磁性和结构北京科技大学D.W.Hu等人借助添加表面活化剂的球磨、化学涂覆及热压等方法制备块状各向异性SmCo5/α-Fe纳米复合磁体。结构分析和磁性测量表明,含有适宜铁量的纳米复合磁体呈现明显磁各向异性和优良磁性。随铁含量增高,磁体剩磁先是提高,在5%(质量)时达到极大值,随后降低。矫顽力随铁     

Cr_3C_2含量和快淬速度对SmCo_(7-x)(Cr_3C_2)_x合金非晶化行为的影响(英文)

通过X射线衍射法(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和磁性测量等方法系统研究Cr3C2含量和快淬速度对SmCo7-x(Cr3C2)x(x=0.10-0.25)非晶化行为的影响。结果表明,在低的快淬速度下(20m/s)下,合金主要由SmCo7主相和少量Sm2Co17R相构成,且SmCo7相的晶粒尺寸随着Cr3C2含量x的增加而减小。随着快淬速度的增加,合金的XRD衍射峰强度变弱、衍射峰宽化,表明SmCo7主相的晶粒尺寸随着快淬速度的增加而减小。当快淬速度增加至40m/s时,SmCo7-x(Cr3C2)x(0.15≤x≤0.25)合金均形成了非晶态结构,合金的磁滞回线表现为软磁性的窄回线,矫顽力为0.004~0.007T。采用DSC对合金的晶化行为分析表明,在650°C时SmCo7相首先从非晶基体中析出,在770°C时Sm2Co17相析出。     

Cr3C2含量和快淬速度对SmCo7-x(Cr3C2)x合金非晶化行为的影响

通过X射线衍射法(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和磁性测量等方法系统研究Cr3C2含量和快淬速度对SmCo7-x(Cr3C2)x(x＝0.10-0.25)非晶化行为的影响.结果表明,在低的快淬速度下(20 m/s)下,合金主要由SmCo7主相和少量Sm2Co17R相构成,且SmCo7相的晶粒尺寸随着Cr3C2含量x的增加而减小.随着快淬速度的增加,合金的XRD衍射峰强度变弱、衍射峰宽化,表明SmCo7主相的晶粒尺寸随着快淬速度的增加而减小.当快淬速度增加至40 m/s时,SmCo7-x(Cr3C2)x(0.15≤x≤0.25)合金均形成了非晶态结构,合金的磁滞回线表现为软磁性的窄回线,矫顽力为0.004～0.007 T.采用DSC对合金的晶化行为分析表明,在650℃时SmCo7相首先从非晶基体中析出,在770℃时Sm2Co17相析出.     

纳米晶Sm2Fe17片的制备及低温渗氮

采用油胺作为表面活性剂,将Sm2Fe17微米粉进行表面活性剂辅助高能球磨(HEBM)4 h后,获得厚100 ～ 180 nm,长2～13 μm的纳米片,该纳米片具有织构,晶粒尺寸约8 nm.在300～ 350℃低温范围内,进行低压、短时渗氮,获得Sm2Fe17N3片状粉末.Sm2Fe17纳米片在350℃、3 psi氮气压力下渗氮3h后,矫顽力可达到3.56 kOe,晶粒保持纳米尺度不变,且具有(001)织构.     

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。     

纳米晶SmCo7合金的相失稳及伴随的晶粒长大

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备出致密的纳米晶单相SmCo7合金块体。以此纳米晶合金为初始材料,通过系列退火实验系统研究其晶格参数、物相组成和显微组织随晶粒长大的演变特征。结果表明:纳米晶SmCo7相(1:7H)从室温至600℃都能保持很好的相稳定性和热稳定性。通过XRD分析和TEM观察证实,纳米晶SmCo7相的失稳分解和晶粒的突发长大是伴随发生的,即在较高温度(高于600℃)条件下纳米化稳定的SmCo7相会分解为Sm2Co17相(2:17R)和SmCo5相(1:5H),同时晶粒组织会急剧粗化;其中SmCo5相会以圆形析出物的形式均匀分布于晶界处和晶粒内部;随着晶粒的长大,六方结构的纳米晶SmCo7相的晶格参数a和单胞体积均线性减小,而轴比c/a则变化不大。     

稀土永磁材料

Dy扩散处理对NdFeB烧结磁体结构的改进作用 Ti、ri、Zr、Mo、Cr、Cu原子部分置换Fe原子对Nd-Fe-B快淬带的影响;圆柱形永磁体磁枪;提高硅热基体上沉积的SmCo基薄膜的磁性;Sm2Co17基磁体钉扎畴壁的模式化研究;磁致伸缩材料的截止频率特性;原子有序化在形成Fe-Co-V系合金高矫顽力状态的作用     

NiCrAlY薄膜对Sm2Co17磁体高温抗氧化性的影响

采用直流磁控溅射方法在Sm2Co17磁体表面制备Ni Cr Al Y薄膜,分别探讨了Ni Cr Al Y薄膜防护的Sm2Co17(Ni Cr Al Y/Sm2Co17)磁体在500,600和700℃空气中的氧化行为,测试了磁体的氧化增重和磁性能,并用SEM,EDS和XRD对薄膜的微观形貌、化学成分和相组成进行表征。结果表明,Ni Cr Al Y薄膜在600℃以下可明显减缓O向Sm2Co17基体的扩散速率,提高Sm2Co17磁体的抗氧化性;当氧化温度升高到700℃,Ni Cr Al Y薄膜的防护效果有所下降。在高温氧化过程中,Ni Cr Al Y薄膜选择性氧化形成富Al2O3的致密氧化膜,可提升薄膜的高温抗氧化性能。     

高能球磨纳米Co系催化剂粉末的微观应力

用X-ray法研究了高能球磨制备Co-La2O3和Co-CeO2催化剂纳米粉末过程中Co粉的微观应力与球磨时间的关系,发现两种不同晶型的稀土氧化物对Co粉微观应力的影响不尽相同,掺La2O3的粉末球磨到15h之内时,Co粉的微观应力随球磨时间的增加而增加,但在15-55h这段范围,微观应力随球磨时间的延长而增加的趋势变缓。掺CeO2的Co粉的微观应力在研究时间范围内随球磨时间的增加几乎呈线性增加。     

正庚烷辅助高能球磨引起的GdCo_5合金的歧化、脱氢及再结合反应

报导了一种由正庚烷辅助高能球磨引起GdCo5合金的歧化,以及随后的脱氢和再化合反应。在正庚烷中球磨400min,部分GdCo5相发生歧化反应,生成Gd的氢化物GdH2+δ和单质Co。随后在真空中加热到800℃,GdH2+δ脱去H原子与Co重新化合生Gd2Co17。Gd2Co17是面各向异性,但最终产物中还有未歧化的GdCo5相,样品具有460kA/m的矫顽力。球磨更长时间(600、800、1 000min)以上,GdCo5合金的完全歧化,脱氢后的产物中除了Gd2Co17又出现了α-Co和GdCoC2相。由于没有了GdCo5相,产物矫顽力几乎为零。H原子和C原子来源于正庚烷的分解。     

新能源材料

高能球磨制造具有高电化学储氢性能的Co-B非晶合金哈尔滨工业大学PengGao等人借助高能球磨法制备克分子比分别为1：1、2：1及3：1的系列Co—B合金。XRD谱线表明。以600、800rpm速度，球磨时间超过5h，这时Co—B合金转变为非晶相。最好效果是800rpm球磨速度，     

稀土钐钴永磁功能合金膜的电沉积制备及磁学性能

在尿素-NaBr-KBr-甲酰胺体系中电沉积制备稀土-铁系金属（Sm-Co）合金,研究沉积液中主盐浓度配比、电流密度等工艺参数对沉积膜的形貌及合金含量的影响。用扫描电镜（SEM）观察金属Sm-Co合金沉积膜表面形貌,结果表明,金属Sm-Co合金沉积膜较平整均匀,呈现银灰色;X射线衍射（XRD）分析表明稀土金属Sm-Co合金为SmCo5六方晶体;特征X射线谱（EDS）证明沉积膜由金属Sm、金属Co和极少量的O、C组成,单质Sm的含量（质量分数）为29.07%,单质Co含量为63.51%;Sm与Co的摩尔比约为1：5;经Ar离子对样品表面层溅射后,X射线光电子能谱（XPS）测定结果进一步证明,沉积层为单质Sm和单质Co。并研究了Sm-Co合金的磁学性能,如矫顽力、磁矩及最大磁能积。用聚乙烯醇保护膜涂附可以防止稀土合金氧化。     

Mn和In添加对SmCo7结构稳定性及磁矩影响的第一性原理计算

基于构建适用于第一性原理计算、原子比例准确为Sm∶Co= 1∶7的晶体结构模型,依据实验研究中得到的物相共存结果,对Mn和In掺杂的Sm-Co体系模型进行了系列计算分析.利用热力学计算方法,定量化研究了 Mn和In在Sm-Co体系中优先占位特点及掺杂元素占位概率随温度的变化规律.通过Sm-Co合金掺杂体系的能量和电子结构计算,研究了 Mn和In单掺杂SmCo7体系的结构稳定性.基于计算结果揭示了 Mn和In对掺杂合金体系中原子间相互作用的影响,阐明了提升体系结构稳定性的微观机制,并提出了 Mn添加可增加SmCo7合金的总磁矩,揭示了掺杂元素对SmCo7合金饱和磁化强度的影响规律.     

液氮球磨Sm-Fe合金的组织演变

利用低温液氮球磨技术制备了Sm-Fe合金粉体,采用XRD、HRTEM和惰性气脉冲-红外-热导等方法对Sm2Fe17合金粉体在液氮球磨过程中的组织演变进行了研究。结果表明,液氮球磨可加速细化Sm-Fe合金粉体。球磨5 h后,Sm-Fe合金的晶粒尺寸约为10 nm,9 h后晶粒尺寸约为5 nm。Sm-Fe合金中的氮含量随着球磨时间的延长而增加,主轴转速150 r/min球磨9 h后,氮含量达1.62% (质量分数, 下同)。随着球磨时间的延长,Sm2Fe17相向非晶态转变,降低球磨转速可以延缓非晶的形成过程     

我国粘结钕铁硼永磁的生产及市场

目前，我国生产的人造稀土永磁体分为两类，一是银钴系永磁SmCo5，SmCo17和SmFeN；二是钛铁系永磁如烧结Nd2Fe14B和粘结NdFeB．前者我国于70年代后开始工业化生产，如SmCo5及Sm2Co17而SmFeN于90年代向工业化发展．后者于80年代末期向工业化发展，如烧结Nd2Fe14B；人而粘结NdFeB于90年代初期向产业化发展，但是其进展较慢．从总的发展看，粘结NdFeB也将迅速发展．预计在跨入21世纪后，它们的发展将以30％速率递增．1粘结钛铁硼的生产目前我国生产估结NdFeB有两种方法，一是使淬粘结法；二是红脆（HDD）描绘法．这两种生产方法…     

Mg_2Cu基储氢合金的表面复相改性

采用机械球磨法制备Mg2Cu合金,并以该合金为基础,添加质量分数为5%的单质(C、Co、Ni、Cu)或氧化物(Cr2O3、Fe3O4、TiO2、V2O5),通过机械球磨对合金进行表面复相改性。采用p—c—T测试仪测定合金的储氢性能,研究添加不同单质和氧化物对Mg2Cu合金储氢性能的影响。结果表明:在200℃和300℃下,添加C或Fe3O4能够有效提高Mg2Cu合金的活性,使其易与氢气反应,并缩短吸氢时间,增大吸氢量,改善放氢效果;在400℃下,添加Co、Ni、TiO2或Fe3O4能够有效缩短吸氢时间,改善合金的综合储氢性能。     

磁性纳米粒子SmCo5的合成及表征

SmCo5纳米粒子是重要的双金属稀土磁性材料。用四步制备了SmCo5纳米粒子。调节SmCl3和CoCl2混合溶液的pH至合适值后,加热回流,使得Sm3+和Co2+水解共沉淀。150℃下水热反应,制得粒径约为20nm的立方钐钴氧化物纳米粒子。最后,将水热制备的纳米氧化物在400℃氢气流中,以金属钠为还原剂,制得SmCo5纳米粒子。300K纳米粒子呈超顺磁状态,而5K时粒子呈铁磁状态,矫顽力为4.16×104A/m。     

铜锌粉末低温机械合金化

对铜锌粉末在-30℃、-20℃以及常温条件下进行了高能球磨.利用透射电镜、X射线衍射仪对粉末的微观形貌、显微结构、晶体结构进行了研究.结果表明:-30℃低温可显著降低粉末塑性,不添加过程控制剂时,球磨过程可顺利进行,颗粒表面平整,呈脆性断裂特征;常温与-30℃低温球磨10 h产物均为α γ相.-20℃低温不添加过程控制剂时,冷焊作用强,球磨不能顺利进行;添加过程控制剂后,球磨过程顺利进行,颗粒尺寸最小,-20℃球磨10 h产物为α相、γ相与ZnO,继续球磨,最终形成α相、ZnO及未知相.     

HDDR处理的不同钐含量Sm2Fe17型合金及氮化物的研究

通过采用电弧炉冶炼、HDDR及氮化的方法,对Sm2Fe17型合金及其氮化物的组织形貌、物相及磁性能进行研究发现,多补偿添加25%钐可使Sm2Fe17型合金退火后的α-Fe含量小于2%.HDDR后的粉末颗粒表面由蜂窝状孔洞、密堆积小颗粒及弥散细小颗粒组成.不同次数HDDR循环处理后的主相均表现为与退火后相同的Sm2Fe17结构及易面磁化.HDDR后α-Fe的含量增加,单胞体积膨胀△V/V0.35%.氮化后Sm2Fe17晶格膨胀形成Sm2Fe17Nx主相,α-Fe相膨胀小,氮化增加α-Fe含量,多补偿Sm和延长氮化时间对减少α-Fe含量有利.随着氮化时间的延长,粉末中的氮含量增加,而且细粉氮化速度快,其中Sm12.8Fe87.2细粉氮化速度最快.补偿足够的钐可提高磁性能,从提高矫顽力角度看,多添加25%Sm与40%Sm效果相当,但从提高剩磁角度看,多添加钐到40%更好.