高Ce 含量的速凝带及其磁性能

近年来,Nd-Fe-B磁体需求量的与日俱增间接地造成了稀土Ce 金属的大量积压,为提高稀土Ce 的利 用率,并降低Nd-Fe-B磁体的生产成本,可采取双主相合金法制备（Nd, Ce）-Fe-B磁体,为解决上述难题提供 了一种有效途径。通过对高Ce 含量速凝带的成分及速凝工艺的探索,成功制备出了具有较好枝晶且几乎 不含α-Fe 相的Ce-Fe-B 和（Nd, Ce）-Fe-B 速凝带。在制备的烧结磁体中,（Nd, Ce）-Fe-B 磁体的剩磁达到了 11.33 kGs,Ce-Fe-B磁体的剩磁达到了8.037 kGs,为后期制定制备高Ce 含量的高性能双主相磁体的热处理工 艺提供了数据参考。     

晶界扩散中Tb对烧结NdFeB磁体微观组织和磁性能的影响

通过晶界扩散技术提升烧结钕铁硼(NdFeB)磁体矫顽力的方法已获得广泛应用,为了研究重稀土磁粉对磁体综合磁性能的影响,本文采用喷涂扩散的方法将重稀土Tb含量为6.0%(质量分数)的磁粉作为复合扩散源的一部分进行晶界扩散并制备了高性能烧结NdFeB磁体。结果表明,当主扩散源占比为60%(质量分数)时,Nd₄₀Tb₆₀对应扩散磁体的矫顽力最高达到21.52 kOe,矫顽力增幅明显。经过微观组织结构和XRD表征分析,重稀土元素Tb沿晶界相扩散进入磁体内部的同时发生了晶格取代反应,可在晶粒表层生成磁晶各向异性场更强的(Nd,Dy/Tb)₂Fe₁₄B硬磁相,显著增强了磁体矫顽力。当主扩散源占比为20%、40%和80%(质量分数)时,Nd₈₀Tb₂₀,Nd₆₀Tb₄₀和Nd₂₀Tb₈₀对应扩散磁体的矫顽力增幅较小,其中Nd₈₀Tb₂₀扩散...     

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.      

晶界添加Pr-Cu对烧结Nd-La-Ce-Fe-B磁体磁性能和微观结构的影响

在高La-Ce含量(RE质量的40％)RE-Fe-B磁体晶界处添加不同量的Pr83Cu17合金粉,系统研究了 Pr83Cu17合金对磁体磁性能和微观结构的影响.结果表明,晶界添加Pr83Cu17合金可有效改善含La-Ce磁体的微观结构,富稀土晶界相分布变得清晰、连续,同时Pr元素扩散进入主相晶粒边缘形成核壳结构,有效提...     

(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.      

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...     

晶界扩散Dy–Al–Ga对钕铁硼磁体的磁性能和微观组织的影响

通过晶界扩散Dy₇₀Al₁₀Ga₂₀合金研究了烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能和热稳定性能.用NIM-500C高温永磁测量仪和MLA650扫描电镜测出了磁体在扩散前后的磁性能和微观组织的变化.结果表明，在Dy₇₀Al₁₀Ga₂₀合金扩散热处理后，磁体矫顽力从原始的1 080.968 kA/m显著提升到1 671.600 kA/m，提升幅度约为55 %，而剩磁下降很少. Dy、Al、Ga元素在晶界处扩散，很好地隔绝了磁交换作用，提升矫顽力. SEM图显示在扩散Dy₇₀Al₁₀Ga₂₀合金后，可以很明显地看到晶粒外延层有一层灰色的壳层包覆着主相晶粒，很好地起到了隔离晶粒的磁交换作用. XRD显示主相的峰普遍往右偏移，这归因于重稀土元素Dy进入晶粒外延层形成（Nd, Dy）₂Fe₁₄B核壳结构. Dy的原子半径比Nd小，导致峰往右移.      

富稀土合金添加对烧结(MM,PrNd)-Fe-B微观组织和磁性能的影响北大核心

本文采用粉末冶金工艺制备了含有混合稀土的烧结(MM,PrNd)-Fe-B磁体,并研究了富稀土合金添加对磁体微观组织和磁性能的影响。未添加富稀土合金的MM_(7)(PrNd)_(24)Fe_(74.99)B_(1.01)磁体晶界相中存在La、Ce元素聚集现象,添加6%的(PrNd)_(41)Fe_(57.99)B_(1.01)富稀土合金能够部分消除这种聚集现象,同时矫顽力从11.15 kOe提高至11.98 kOe。微观分析表明,添加富稀土合金后,磁体具有双主相结构。晶界中的La、Ce会置换(PrNd)(2)Fe_(14)B主相中Pr、Nd元素,同时Pr、Nd会置换(MM,PrNd)(2)Fe_(14)B主相中La、Ce元素。晶界中La、Ce元素的均匀分布和双主相结构有助于提升磁体的矫顽力。     

含Ce烧结Nd-Fe-B磁体的腐蚀行为

采用双主相合金技术制备了含Ce烧结钕铁硼磁体.Ce元素替代传统Nd/Dy元素总量的15%时,含Ce磁体具有良好的失重率,明显优于商业用N33和N45磁体.通过测量磁体在Na OH溶液中的极化曲线表明,含Ce磁体的腐蚀电位和腐蚀电流密度均好于商业用N33和N45磁体.SEM分析显示,含Ce磁体的晶粒尺寸明显小于其他商业用磁体,并且富钕相更加细小,分布均匀.含Ce磁体具有良好耐蚀性的主要原因是:Ce的加入,细化的晶粒,减小了富钕相尺寸,进而提高了磁体的腐蚀电位.     

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     

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.     

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     

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.      

烧结温度对Nd24.38Ce0.52Gd6.65Febal.TM1.76B0.95磁体组织与性能的影响

采用双合金法制备Nd24.38Ce0.52Gd6.65Febal.TM1.76B0.95（质量分数,%）永磁体,通过扫描电镜及能谱、AMT-4磁测试仪、电子万能力学试验机等手段研究烧结温度对磁体组织和性能的影响.结果表明：随烧结温度从1060℃升高到1100℃,在烧结温度为1080℃时,晶粒均匀且结合致密,富稀土相分布均匀,能获得较好的组织形态;富稀土相中稀土总含量从84.98%增加到98.04%,烧结过程中铈从主相显著扩散到富稀土相;磁体剩磁Br、矫顽力Hcj、磁能积（BH）max 先升后降,在1080℃烧结时获得较好的磁性能,分别为1.22 T、964 kA/m 和293 kJ/m3,同时磁体抗弯强度也达到最大值为257 MPa.     

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。     

Nd,Dy含量对高磁能积烧结NdFeB磁性能和耐蚀性影响

稀土Nd、Dy成分含量变化对高能积磁体磁性能和耐腐蚀性有重要影响.结果表明:当Nd含量小于12.77%(体积分数,下同)时,磁体中富Nd相过少,不能很好地去磁交换耦合作用,并导致合金烧结时收缩量少,密度过低.当Nd含量超过12.77%时,形成较多的富Nd相,能很好地隔离主相晶粒起去磁交换耦合作用,促进矫顽力提高,同时磁能积也有比较大的提高,但形成的过量晶间相增加了易腐蚀阳极含量,加剧了晶间腐蚀.添加Dy提高了主相的磁晶各向异性场,细化了主相晶粒,使磁体矫顽力增大,并且添加Dy能提高阳极过电位,有利于磁体性磁能和耐蚀性能的提高.     

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。     

高矫顽力混合稀土永磁体的微结构与磁性能

利用高丰度混合稀土制备永磁材料不仅可以有效降低成本,同时可促进稀土资源的平衡利用。本研究采用晶界扩散工艺制备了高矫顽力混合稀土永磁体,研究了重稀土Tb对混合稀土永磁体磁性能及微结构的影响。研究发现,当晶界扩散热处理为880℃、8 h时,磁体表现出优异的磁性能,矫顽力由660.12 kA/m增长至1 248.13 kA/m,并且磁体剩磁仍然保持在1.29 T。Tb元素的扩散使混合稀土扩散磁体的主相晶粒边缘形成了(Tb,RE)₂Fe₁₄B核壳结构,这不仅增强了主相晶粒边缘的磁晶各向异性场,而且阻断了晶粒之间的磁耦合作用,抑制了反向畴形核的长大,提高了磁体的矫顽力。     

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。      

B 含量对高能积磁体磁性能和耐蚀性的影响

通过调整钕铁硼主元B元素含量研究其对高能积磁体磁性能和耐蚀性的影响,结果表明:磁体中B含量小于5.7%时,合金中出现了易基面的Nd2Fe17相,使Br、iHc都比较低;当添加B超过5.9%时,过量的B形成非磁性的富B相,导致磁体Br下降;当B含量在5.7%～5.9%之间时,磁体有较好的磁性能.显微组织研究表明,B元素影响晶粒的尺寸和形状;磁体耐蚀性能研究表明,当B含量过少或过多时均不利于耐蚀性的提高,B含量在5.76%时为最佳添加量.