基于电泳沉积Al及其晶界扩散优化的烧结NdFeB磁体的微观结构和磁性能

采用电泳沉积(EPD)法在烧结NdFeB磁体表面沉积Al膜,研究了不同电泳电压和沉积时间对沉积Al膜的影响,在此基础之上,探究了不同晶界扩散工艺对磁体微观组织和磁性能的影响。结果表明:最佳的电泳工艺为90 V/30 s,此时膜层与磁体结合良好,且厚度均匀适中。晶界扩散工艺为500℃/1 h时,磁体获得了最佳的综合磁性能,其矫顽力、剩磁和最大磁能积为953 kA/m、1.41 T和342 kJ/m~3,分别提升了30.2%、0.7%和11.4%。微观结构和成分分析发现,晶界扩散后,晶间形成了更为平直光滑的富稀土相薄层,有助于降低退磁场和增强磁隔离效应,最终导致矫顽力的提高。     

烧结Nd-Fe-B磁体非稀土Al的晶界扩散研究

以Al粉作为扩散源，研究了不同晶界扩散工艺对Nd-Fe-B磁体微观结构和磁性能的影响。研究发现，570 oC/1 h扩散时，磁体的综合磁性能最佳，其矫顽力和磁能积分别为1131 kA/m和252 kJ/m3，较原始磁体分别提升了16%和9.6%，且磁体的温度稳定性也得到改善。微结构和成分分析研究表明，晶界扩散后，Al主要分布于晶间富稀土相，且其形貌由大块状进展为薄层状，界面也变得更为平直光滑，增强了对反磁化畴形核的抑制，减小了退磁场。此外，晶间富稀土相中的Al有助于腐蚀电位的提升，而腐蚀电流密度的降低则归因于富稀土相分布的变化。     

晶界扩散处理对磁控溅射法沉积DyMn复合薄膜的Nd-Fe-B磁体性能的影响

采用磁控溅射技术在烧结Nd-Fe-B磁体表面沉积DyMn复合薄膜,研究了不同晶界扩散工艺对磁体微观结构和磁性能的影响。研究结果表明:当采用晶界扩散条件为750℃/5 h、500℃/1 h时,磁体获得的综合磁性能最佳,其矫顽力、剩磁和最大磁能积分别为H_(ci)=1310 kA·m~(-1)、J_r=1.208 T和(BH)_(max)=259 kJ·m~(-3),相较于原始磁体,磁性能获得全面提升,其中矫顽力增幅高达34.8%。微观组织结构研究发现,晶界扩散后富稀土相分布变化所导致的退磁场减小和Dy、Mn元素在主相晶粒外延层分布所引起的反磁化畴形核场的增加是磁体综合磁性能提高的主要原因。     

回火工艺对热扩渗PrZn合金烧结态磁体组织和磁性能的影响

采用磁控溅射技术,在N35烧结态磁体表面沉积一层低熔点PrZn合金,经750℃热扩渗3 h,再在0~500℃进行回火处理。研究了回火工艺对沉积薄膜磁体磁性能及微观组织结构的影响,并对最佳回火工艺处理后烧结磁体热稳定性进行了研究。结果表明,最佳回火温度为500℃,该工艺下,磁体矫顽力由963.96 kA/m提高到1317.14 kA/m,即在原来的基础上增加了36.64%,富Nd晶界相变得连续和光滑,降低了硬磁相之间的磁耦合,改善了晶界相及其附近在反磁化过程中反磁化畴核的形成能力,是矫顽力大幅度提高的主要原因。另外,相对未进行晶界扩散处理的磁体而言,经最佳回火工艺晶界扩散处理后的磁体,在不同温度保温后磁通不可逆损失明显降低,具有更佳的热稳定性。     

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。     

晶界扩散Dy合金对烧结NdFeB磁体磁性能的影响

采用晶界扩散工艺制备烧结NdFeB磁体。研究了不同渗材、不同扩散时间对烧结NdFeB磁体性能的影响,研究不同磨削量对扩散镝合金磁体性能的影响。结果表明,镝合金(Dy_(80)Fe_3Al_(10)Cu_4Ga_3)具有较低的熔点,在900℃扩散温度下呈液相,其扩散速度大于氟化物的固相扩散速度。900℃保温5h,晶界扩散镝合金,取向5mm厚N52磁体的矫顽力提升46.28%。距离磁体表面70μm以内可以检测出较高的镝含量,说明在磁体表面存在较薄的高镝浓度区域,该区域磁体具有较高矫顽力,距离表面100μm以外直至磁体芯部,镝含量分布均匀,矫顽力趋于一致。     

烧结钕铁硼(Al+Cu)含量对晶界扩散的影响

本研究对(Al+Cu)含量分别为0.25%的钕铁硼基体和0.5%基体进行Dy晶界扩散,并分析了矫顽力、Dy含量分布和微观结构。通过比较两种磁体的成分、性能发现,在Dy增加量基本相同的情况下,高(Al+Cu)磁体扩散后的矫顽力提高量相较于低(Al+Cu)磁体高37kA/m~43kA/m。进一步进行成分、矫顽力的梯度分析发现,基体的(Al+Cu)含量变化并没有改变扩散后磁体内部Dy元素随扩散深度的浓度分布,但是矫顽力梯度分析结果显示高(Al+Cu)的各片层矫顽力提升量均比低(Al+Cu)片层高40 kA/m~80 kA/m。后续的EPMA的Dy面分布图显示,高(Al+Cu)基体扩散后Dy在晶界处富集条纹更清晰、连续,而TEM的EDX分析结果也显示高(Al+Cu)样品中晶界附近Dy含量更高。(Al+Cu)含量的提高,使得晶界相的流动性增强,Dy更加连续包裹主相晶粒,使得Dy增加量相同的情况下进一步提升矫顽力。     

烧结钕铁硼基底成分对晶界扩散效果的影响研究

晶界扩散作为一种能明显提升烧结钕铁硼磁体矫顽力同时实现对重稀土高质化利用的方法,日益成为目前稀土永磁学界和产业界的研究热点。本文利用自动化喷涂设备系统研究了晶界扩散烧结磁体批量制备过程中基底成分差异晶界扩散后磁体磁性能的影响,微观结构和EDS元素分析结果表明：晶界扩散后磁体矫顽力增长幅度的差异,同扩散后磁体内晶粒核壳结构形成充分与否、晶界相均匀分布与否和晶界相铁磁性元素含量高低有密切关联,同时利用晶界扩散工艺制备得到的磁体温度系数要优于传统工艺制备得到的相近似牌号的磁体。     

回火工艺对烧结(CePrNd)-Fe-B磁体内禀矫顽力的影响

以双主相法制备不同Ce含量的烧结(CePrNd)-Fe-B磁体,研究不同回火温度下磁体的磁性能,并对微观组织断口进行BSE和EDS分析。结果表明:含Ce磁体的共晶温度和居里温度随Ce含量的增加呈减小的趋势;回火温度对烧结(CePrNd)-Fe-B磁体的剩磁影响不显著;Ce取代量为12%(质量分数)的磁体经回火温度410℃处理后,内禀矫顽力从762.6 kA/m上升到1357.2 kA/m,相应提高77.97%,方形度达到最佳值0.953。经410℃回火后,磁体主相晶粒间的微观结构形成的壳核结构,晶界分布着较多的条状富Nd相分布。富Nd相中的Ce含量增高,浸润性相对提高,因而有利于减少主相晶粒间的反向磁耦合,提高了室温和高温下磁体的内禀矫顽力。     

Ce、La添加对DyCo晶界扩散烧结Nd-Fe-B磁体性能的影响

为了有效利用高丰度稀土，在重稀土扩散源Dy₆₀Co₄₀中添加Ce、La以取代Dy。研究了不同的Ce、La添加量对Dy₆₀Co₄₀晶界扩散烧结Nd-Fe-B磁体性能的影响。结果表明：Dy₃₀Ce₃₀Co₄₀、Dy₃₀(Ce_0.4La_0.6)₃₀Co₄₀晶界扩散均能大幅提升Nd-Fe-B磁体的矫顽力，分别为1509和1527 kA/m,相比原始Nd-Fe-B磁体的矫顽力分别提高了31.7%和33.2%,且剩磁和最大磁能积下降不明显。微观组织研究表明，Ce主要分布在晶界相中形成富Ce相，不利于Dy的扩散；而La的添加限制了Ce进入主相晶粒，促进了Dy的扩散，从而进一步提高了磁体的矫顽力。热稳定性研究发现，Ce、La的添加均能提高磁体的热稳定性，但是其提升效果均没有Dy₆₀Co₄₀扩散磁体明...     

Nd_(90)Al_(10)晶界调控对晶界扩散磁体磁性能和微观结构的影响EI北大核心CSCD

采用添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金调控制备了扩散用烧结Nd_2Fe_(14)B磁体,并采用Tb晶界扩散制备了相应的扩散磁体,分析了扩散磁体的晶界结构和成分对磁体矫顽力的影响。结果表明,添加质量分数为0.5%的Nd_(90)Al_(10)合金调控后,晶界扩散(GBD)后磁体的矫顽力提高到1439 kA/m,相对于未晶界调控的扩散磁体增加了530 kA/m。添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金不会影响GBD前磁体的Curie温度,但降低了磁体的低温相变温度。GBD后磁体Tb取代晶格中的Nd引起Nd_2Fe_(14)B相的晶格常数减小,从而使XRD谱中衍射峰位右移。经Nd_(90)Al_(10)调控后的扩散磁体表面处的主相晶粒的富Tb壳清晰可见。从距离磁体表面20μm增加到100μm时,富Tb壳层仍清晰可见。当深度继续增加到500μm时,经Nd_(90)Al_(10)调控后的扩散磁体晶粒周围都有连续晶界相。经晶界调控的扩散磁体可见衬度明显的富Tb壳层,形成了非晶的富Nd相,增强了两两主相晶粒间的去磁耦合能力。Nd在富Nd相中心区域出现峰值,更多的富Nd相在晶界扩散过程中作为Tb向磁体内扩散的通道,Tb原子在富Nd相的浓度高达约35%,其扩散深度和使用效率明显提升。     

制备工艺对NaFeB磁体力学性能的影响

采用速凝法在铸带炉中制备NdFeB铸带,再经烧结制得NdFeB磁体。研究了制备工艺对磁体力学性能的影响。并将其结果与采用感应炉制得的铸锭经相同烧结工艺得到的磁体的力学性能进行了比较。实验结果得出：铸带速度2．6m/s时磁体的抗弯强度约为231MPa,当铸带速度增大到4．0m/s,抗弯强度显著提高了50％;当氢含量从0．15％减少到0．047％,抗弯强度提高了1倍,达到270MPa,冲击功也从2．78kJ／m^2增加到7．58kJ／m^2,这是因为在烧结过程中氢原子穿过晶粒和晶界扩散,其扩散通道导致的微裂纹强烈影响磁体的抗弯强度;磁粉粒度从4．0um减少到2．9um时,磁体晶粒减小,组织致密,抗弯强度从213MPa增大到331MPa。铸锭法制备的烧结磁体的综合力学性能均比铸带法磁体的性能差得较多。     

Effect of Heat Treatment Time on Dy–Cu Alloy Diffusion Process in Dy-Containing Commercial Nd–Fe–B Sintered Magnets

In this paper, the grain boundary diffusion process(GBDP) using a Dy_(70)Cu_(30)(at.%) alloy as the diffusion source was performed in a commercial sintered Nd–Fe–B magnet, and the effect of heat treatment time on the microstructure and magnetic properties of the magnet was investigated in detail. For the processed magnets heat-treated at 860℃, as heat treatment time increased, the coercivity and the depth of(Nd,Dy)_2Fe_(14)B core–shell structure increased first and then decreased. However, when the heat treatment time was more than 2 h, the diffusion path of Dy from the Dy-rich shell phase into the Nd_2Fe_(14)B grains was revealed, and a nearly homogeneous(Nd,Dy)_2Fe_(14)B phase was formed, which brought on the decrease in both the depth of visible core–shell structure and the coercivity of Nd–Fe–B magnet.     

电场作用下NdFeB合金的烧结特性研究

对NdFeB合金的电场烧结特性进行了研究。研究发现,电场烧结是一种烧结温度低、烧结时间短、晶粒细小的一种新的烧结方法,该方法能精确地控制压坯的烧结温度和烧结过程,可靠性好,精准度高。与传统烧结法相比,电场烧结磁体中的富Nd相更细小、更弥散,分布更均匀,磁体中的线状缺陷也较少,磁体的显微结构更为理想。虽然烧结体的密度相对较低,但仍具有较优良的磁性能。     

放电等离子烧结新型NdFeB永磁材料研究

研究了采用放电等离子烧结技术制备新型NdFeB永磁材料。重点考察了工艺条件对磁体的磁特性、尺寸精度和密度的影响。利用B-H回线仪、扫描电镜和电子能谱对其磁特性、显微组织结构和成分进行了分析测试，同时考察了材料在电解液中的电化学特性及其氧化腐蚀特性。结果表明：与传统烧结NdFeB相比，这种新型NdFeB磁体的显微组织明显不同，其晶粒尺寸细小均匀，富钕相弥散分希；磁体的最佳磁特性为最大磁能积2401kJ／m^3矫顽力1260kA／m；密度达到7．58g／cm^3；尺寸精度为20μm；磁体同时具有良好的抗腐蚀性。     

热处理对烧结NdFeB磁体微观结构和磁性能的影响

系统研究了热处理对烧结NdFeB磁体微观结构和磁性能的影响.结果表明：二级回火热处理后,磁体微观组织结构得到明显改善,晶界变得更加规整、平滑,富Nd相均匀弥散地分布于晶粒周围,晶界相成分趋于稳定、均匀;磁体的内禀矫顽力显著提高,剩磁及最大磁能积也有一定程度的提高,极大地改善了磁体的热稳定性.