SmCo_5非晶磁体的磁场热处理研究

采用非晶晶化法制备SmCo_5纳米晶永磁体,研究热处理过程中有无磁场以及磁场热处理过程中退火温度、保温时间对SmCo_5纳米晶永磁体结构和磁性能的影响。研究发现,通过500℃磁场热处理样品的磁性能明显优于不加磁场热处理样品的磁性能,矫顽力提高了46.24kA/m,剩磁提高了170.18×10~(3 )A/m。当磁场热温度为700℃时,磁体矫顽力达到1334.8kA/m,剩磁达到最大值607.45×10~(3 )A/m。此外,在相同热处理温度下,延长保温时间,也能够提高SmCo_5磁体的结晶度,进而改善磁体的磁性能。     

Ce掺杂Nd-Fe-B永磁合金的结构及磁性能研究

通过电弧熔炼和熔体快淬技术制备了具有不同Ce含量的(Nd_(1-x)Ce_x)_2Fe_(14)B系列合金薄带,研究发现,薄带主要由Re_2Fe_(14)B主相和一定量的α-Fe相组成。不同的甩带速度对样品的磁性能影响显著,其中甩带速度为30 m/s所制备薄带的磁性能最佳。随着Ce含量的增加,薄带的磁性能整体呈下降趋势,矫顽力从x=0时的800 kA/m下降到x=0.5时的413 kA/m。但在x=0.2时,矫顽力可达594 kA/m,呈现反常增加现象,这与物质稀释定律相反,这可能归因于Ce混合价态所导致的相分离。x=0.25时,相比未添加Ce的样品,最大磁能积几乎没有下降,这表明Ce在稀土永磁中应用潜力巨大。     

Mn-20at%Ga纳米复合磁性材料的制备和磁性能研究

Mn-Ga合金具有高矫顽力和较高的磁晶各向异性,是一类具有较大发展前景的磁性材料。本文采用机械合金化方法开展Mn-20at%Ga纳米磁性复合材料的制备研究,高能球磨后合金在300 ~ 415℃温度区间、2 ~ 8小时保温时间进行退火。重点研究了磁性相种类、纳米晶尺寸和磁性能随退火条件的变化规律。研究发现,退火后Mn-20at%Ga磁性材料中的主要磁性相为纳米级尺寸的Mn3Ga相和Mn0.85Ga0.15相,另含有少量氧化导致的MnO2相。适当的提高退火温度和退火时间,可促进剩磁、矫顽力与磁能积的提高。在385℃时进行6小时的热处理,可获得最佳的磁性能：剩磁63.21 emu/cm3、矫顽力8.1 kOe、磁能积0.15 MGOe。通过适当的提高保温温度和保温时间,可使Mn0.85Ga0.15相的尺寸降低,并与矫顽力升高的趋势相一致。Mn0.85Ga0.15相晶粒尺寸的下降有利于提高合金的磁性能。     

Alnico合金添加量对Nd-Fe-B薄带磁体的微结构和磁性能的影响

在Nd_2Fe_(14)B合金中添加具有调幅分解能力的Alnico合金,采用熔体快淬法在40m/s的快淬速度下制备出名义成分为Nd_2Fe_(14)B+x%Alnico(x=0,3,5)的薄带磁体,探究多元复合添加Alnico合金组成元素对薄带磁体的微结构和磁性能的影响。试验结果表明:在薄带磁体中形成了由硬磁性相Nd2Fe14B、软磁性相Fe7Co3、弱磁性或非磁性相Al_3Ni和Al_(13)Co_4以及部分非晶相组成的合金体系,在x=3时获得了最佳的综合磁性能:Hc=665kA/m,Br=0.58T,Br/Bs=0.60。     

快淬速度对Nd9.5Fe76Zr3Co5B6.5纳米晶复合永磁合金磁性能和微观结构的影响

以Nd9.5Fe76Zr3Co5B6.5合金为研究对象,研究了不同快淬速度(8~65 m/s)对合金的磁性能、交换耦合作用和微观结构的影响。结果表明,快淬速度对合金退火后的微观结构和磁性能具有显著地影响,适当的快淬速度将使合金退火后的晶粒细化、分布均匀,提高软、硬磁性相间的交换耦合作用,进而提高合金的磁性能。当淬速为15 m/s时,合金退火后具有最佳的综合磁性能:Br=0.976 T,Hcj=711.57 kA/m,(BH)max=150.61 kJ/m3。     

快淬速度对纳米晶复合Nd_(8.5)Dy_1Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)永磁材料磁性能和微观结构的影响

采用熔体快淬和随后的退火处理制备了Nd_(8.5)Dy_1Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)纳米晶复合永磁合金,研究了快淬速度对合金磁性能和微观结构的影响。随着快淬速度的增加,合金的磁性能呈现先升高再下降的趋势,当快淬速度为15 m/s时,合金有最佳的磁性能,B_r=0.70 T,H_(cj)=706.05 kA/m,(BH)_(max)=74.54 kJ/m~3。透射电镜的分析结果表明:合金的晶粒分布均匀,晶粒尺寸约为20 nm。三维原子探针的结果显示Zr元素在硬磁相Nd_2Fe_(14)B的晶界处富集,起到了抑制晶粒长大、细化晶粒的作用,从而提高了材料的磁性能。     

高矫顽力低稀土含量快淬Pr10．5（FeCoZr）83．5B6粘结磁体制备

采用部分过快淬加后续晶化退火处理的方法，研究了快淬速度和晶化工艺对低稀土含量Pr0.5(FeCoZr)83.5B6粘结磁体磁性能的影响。通过实验对比发现，以26m／s速度快淬出的条屑由微晶和非晶组织组成，在700℃经10min的晶化处理，可获得最佳磁性能，用3．25％(质量分数)环氧树脂粘结的磁体磁性能为：Br=0．673T，Hci=610kA／m，Hcb=379kA／m，(BH)rn=71kJ/m^3，具有较高的内禀矫顽力和综合磁性能。     

熔体温度对快淬法制备纳米晶复合Nd_(8.5)Fe_(77)Co_5Zr_3B_(6.5)合金微观结构和磁性能的影响

将Nd_(8.5)Fe_(77)Co_5Zr_3B_(6.5)(at%)合金熔化至不同温度后,以18 m/s的甩带速度快淬,对淬态条带进行了退火处理,分析了其微观结构和磁性能的变化。结果表明,熔体温度对淬态及其退火态合金的微观结构和磁性能可以产生重要影响,熔体温度为1210℃时制备的快淬条带由Nd_2Fe_(14)B相和部分非晶相组成,具有一定的硬磁性;随着快淬时熔体温度的升高,淬态条带中非晶相的质量分数逐渐增加,其磁性逐渐转变为软磁性。几种合金经退火处理后均由大量Nd_2Fe_(14)B相与少量软磁相组成,熔体温度较低的合金退火后其晶粒尺寸较小,磁性能较好。熔体温度为1210℃时制备的合金退火后磁性能最佳,内禀矫顽力Hci为559.2 kA/m,剩余磁化强度Br为0.98 T,最大磁能积(BH)_(max)为127.8 kJ/m~3。     

Nd含量对纳米晶Nd_xFe_(94-x)B_6合金磁性能的影响

用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、高分辨扫描电镜(HRSEM)和振动样品磁强计(VSM)等研究了Nd含量对快淬纳米晶NdxFe94-xB6(x=11.0-16.8)合金的组织结构、磁性能、交换耦合作用和矫顽力的影响.结果表明,22 m/s(甩带速度)快淬带在最佳退火条件下,合金带的内禀矫顽力Hci由x=11.0的601.. kA/m单调升高到x=16.8的1277.3 kA/m;相反,剩余磁极化强度Jr由x=11.0的1.047 T单调下降到x=16.8的0.721 T,最大磁能积(BH)max随Nd含量增加先升高后下降Nd11.8Fe82.2B6金带的综合性能最好:Jr=0.992 T,Hci=727.9 kA/m,(BH)max=137.2 kJ/m3.Nd2Fe14B晶粒之间的交换耦合作用随Nd含量增加而降低,但x=16.8的合金带仍具有较强的交换耦合作用.矫顽力主要由钉扎场决定.最佳退火后,合金薄带的晶粒尺寸随Nd含量增加无明显变化.针对不同Nd含量的合金,建立了一个组织模型,利用该模型很好地解释了Nd含量对磁性能及交换耦合作用的影响机制.     

元素扩散对烧结(Nd,Tb)-Fe-B磁体反磁化和矫顽力的影响

采用双合金法,即将2种粉末混合压制成型制备烧结永磁体可提高磁体磁性能.本实验将Nd13Fe81B6和TbHx粉末混合制成烧结磁体,研究Tb元素扩散分布以及其对磁性能的影响.Nd13Fe81B6磁体矫顽力为358.2 kA/m,当TbHx混合量为3％(质量分数,下同)时,烧结磁体的矫顽力增加至1592 kA/m.扫描电镜...     

基于表面活性剂辅助球磨的MnAlCu永磁合金的微观结构和磁性能

基于表面活性剂辅助球磨技术成功制备出了纳米晶MnAl基永磁合金.结果表明,随球磨时间的增加,合金的矫顽力呈先增加后减小的趋势,最大矫顽力可达366 kA/m.微观结构分析表明,球磨时间的增加有益于颗粒的细化,微观结构呈现纳米晶T-MnAl相被非晶相所包围的特征,这能够增加硬磁相之间的磁隔离作用,增加反转畴形核场,促进矫...     

Co和Zr元素对纳米晶复合NdFeB永磁合金晶化行为和磁性能的影响

利用熔体快淬法和晶化退火处理工艺制备纳米晶复合NdFeB永磁合金,研究添加Co和Zr元素对合金晶化行为、微结构和磁性能的影响.结果表明,添加Co元素降低了晶化相的析出温度,提高了合金的剩磁;进一步增加Zr元素后,合金的晶化行为由两步晶化变为软硬磁相同步析出,合金的矫顽力明显提高,晶粒得到细化,软、硬磁相之间的交换耦合作用显著增强,从而使合金Nd9.5Fe76Co5Zr3B6.5表现出优异的综合磁性能,即Jr=0.93 T,iHc=687 kA/m,(BH)max=129 kJ/m3.     

添加Sm对快淬Nd_2Fe_(14)B薄带磁性能的影响

研究了快淬Nd_(12-x)Sm_xFe_(84)B_6(x=0~12)薄带的磁性能。结果表明:快淬速度为30 m/s,矫顽力和磁化强度都随Sm含量的增加而减少。剩磁比随Sm含量的增加呈现先降后升再降的趋势。由于Sm_2Fe_(14)B的磁晶各向异性低于Nd_2Fe_(14)B,随Sm替代量的增加,Nd_(12-x)Sm_xFe_(84)B_6合金的磁晶各向异性逐渐降低,导致矫顽力逐渐减少。     

合金成分对Pr2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料组织与磁性的影响

用XRD、TEM、Mossbauer谱和VSM等实验方法,研究了不同Pr含量、B含量和Cu含量的Pr2Fe14B/α Fe型纳米复合快淬带的显微结构与磁性。结果表明:PrxFe94-xB6合金在x=8(α Fe体积分数约30%)时磁性能最佳,Br=1.29T,Hci=461.7kA/m,(BH)max=165.6kJ/m3;Pr8.5(Fe0.8Co0.2)86.5-xCuxB5合金在x=0.5时获得最佳的磁性能;随B含量增加,富B相在晶界分布,Pr8Fe92-xBx交换耦合减弱,磁性能单调下降。     

添加Dy对纳米晶复合Nd8.5Fe77Ga0.6Co5Zr2.7B6.2永磁材料磁性能和温度系数的影响

采用快淬后真空晶化退火工艺制备了成分为Nd8.5-xDyxFe77Ga0.6Co5Zr2.7B6.2(x=0,0.5,1.0)的纳米晶复合永磁粘结磁体,研究其磁性能和温度系数的变化。结果表明,添加Dy元素能有效提高磁体的内禀矫顽力,但使其剩磁和较大磁能积略有下降。Dy含量为0.5at%时,制得的粘结磁体具有较佳磁性能:Br=0.728T,jHc=656.3kA/m,(BH)max=76.2kJ/m3。随着Dy元素的添加,合金的剩磁温度系数α逐渐降低,当Dy=1at%时,在20℃~150℃温度区间内平均剩磁温度系数α=-0.12%/℃。随着Dy元素的添加,合金的内禀矫顽力温度系数β呈先下降后上升的趋势。在Dy=0.5at%时,具有较低的β值,在20℃~150℃温度区间内平均内禀矫顽力温度系数β=-0.34%/℃。     

动态晶化对纳米晶交换耦合Nd2Fe14B/α-Fe磁性能和显微组织的影响

为改善纳米晶交换耦合Nd2Fe14B/α-Fe永磁合金微结构以提高磁性能，用熔体快淬和动态晶化热处理的方法制备了纳米晶交换耦合Nd2Fe14B/α-Fe永磁体，采用XRD和TEM等方法系统研究了动态晶化热处理对Nd10.5（FeCoZr）83.4B6.1永磁体磁性能和显微组织的影响。结果表明：与传统晶化相比，动态晶化可以在相同的晶化温度下缩短晶化时间，同时能细化晶粒，增强晶粒间磁交换耦合作用，提高磁性能。Nd10.5（FeCoZr）83．4B6.1合金快淬薄带经700℃，10min动态晶化热处理后，制得的粘结磁体获得最佳磁性能，剩磁Br=0．685T，内禀矫顽力Hcj=732kA／m，磁感矫顽力Hcb=429kA／m，最大磁能积（BH）m=75kJ／m^3。     

添加Dy对纳米晶复合Nd8．5Fe77Ga0．6C05Zr2．7B6．2永磁材料磁性能和温度系数的影响

采用快淬后真空晶化退火工艺制备了成分为Nd8.5-xDyxFe77Ga0.6Co5Zr2.7B6.2（x=0,0．5,1．0）的纳米晶复合永磁粘结磁体,研究其磁性能和温度系数的变化。结果表明,添加Dy元素能有效提高磁体的内禀矫顽力,但使其剩磁和较大磁能积略有下降。Dy含量为0．5at％时,制得的粘结磁体具有较佳磁性能：Br=0．728T,jHc=656．3kA／m,（BH）max=76．2kJ/m^3。随着Dy元素的添加,合金的剩磁温度系数α逐渐降低,当Dy=1at％时,在20℃～150℃温度区间内平均剩磁温度系数α=-0．12％／℃。随着Dy元素的添加,合金的内禀矫顽力温度系数β呈先下降后上升的趋势。在Dy=0．5at％时,具有较低的β值,在20℃～150℃温度区间内平均内禀矫顽力温度系数β=-0．34％／℃。     

Glass--Forming Ability and Soft Magnetic Properties of Fe--Co--Nd--Nb—B Amorphous Alloys

Fe67Co10-xNd3B20(x=0,2,4,6,10)非晶合金中,当x=6时可以扩大过冷液相区到87 K,提高非晶合金的热稳定性.γ判据和过冷液相区判据具有相似性,均证实x=6时具有最大的玻璃形成能力.非晶合金具有较好的软磁性能,在低于玻璃转变温度40 K退火40 min,可使软磁性能得到显著改善,最大比饱和磁化强度提高到157.3 A·m2/kg,而矫顽力降低到0.2-1.2 A/m.非晶合金退火后的结构弛豫和超精细磁场的增加导致了软磁性能的提高.     

纳米晶复合Nd10Fe80-xNbxB10(x=0~6)永磁合金的磁性能

采用熔体快淬法制备成分为Nd10Fe80-xNbxB10(x=0～6)的非晶条带,退火处理后得到纳米晶复合永磁合金。利用振动样品磁强计(VSM)分析该合金系的磁性能和软、硬磁性相间的交换耦合作用。结果表明,适量的Nb元素的添加可以使软、硬磁性相的晶粒细化,从而有效地增强合金中软、硬磁性相间的交换耦合作用,进而提高合金的综合磁性能。当Nb含量为4at%时,制得的合金条带具有最佳的综合磁性能:Hcj=936.02kA/m,Br=0.91T,(BH)max=125.86kJ/m3。     

退火对玻璃包覆合金微丝磁性能的影响

研究了退火对玻璃包覆FeCuNbVSiB（Fe基）和CoNiFeSiB（Co基）合金微丝磁性能的影响。结果表明，Fe基和Co基玻璃包覆合金微丝的矫顽力都是随着退火温度的升高先降低后增高，矫顽力分别在470℃和360℃退火后达到最小值：154A／m和141A／m。随着Fe基微丝样品中Fe-B硬磁相的出现和Co基微丝样品中α-Co晶粒的出现，Fe基和Co基玻璃包覆合金微丝的矫顽力和饱和场都急剧增加。