新一代磁体--大块完全致密(Nd,Pr,Dy)2Fe14B/α-Fe基纳米复合磁体

纳米复合永磁材料是指由纳米尺度的硬磁和软磁性相彼此均匀弥散分布,通过相邻原子磁矩交换耦合作用而形成的复合体,理论磁能积高达1000 kJ/m3 (125 MGOe).本文报道了大块完全致密各向异性纳米复合磁体的开发近况,从2002年至今,不到四年,其进展激动人心,最大磁能积已由160kJ/m3(20MGOe)猛增至440kJ/m3(55MGOe),新一代磁体呼之欲出!     

放电等离子烧结制备的Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复合永磁材料

采用粉末混合技术和放电等离子烧结制备出各向同性Nd2Fe14B/α-Fe复合磁体.Fe的加入使磁体的剩磁增强,矫顽力降低.当(NdDy)14Fe79.5Ga0.5B6中Fe粉添加量达到5wt%时,磁体综合性能最佳:Br=0.84T,Hcj=1474kA/m,(BH)max=105.3 kJ/m3.当Fe含量大于5wt%时,由于Fe的团聚严重,α-Fe与基体相Nd2Fe14B作用效果降低,从而导致磁体磁性能降低,退磁曲线呈明显的两相特征.为进一步提高磁体性能,对含5wt%Fe粉的热压磁体进行热变形,形变量为70%,与不含Fe粉的热变形磁体相比,剩磁有所提高,而矫顽力下降很大,磁体(BH)max从231kJ/m3提高到266kJ/m3.     

纳米Cu粉添加对Nd_2Fe_(14)B烧结磁体性能的影响

在钕铁硼基粉中加入不同量的纳米Cu粉,采用二元合金法制备烧结磁体。结果表明,在相同的制备条件下,采用二级回火工艺制得的样品主相取向度有很明显的提高,同时α-Fe的含量也得到了有效控制。纳米Cu粉质量分数为0.25%时,样品剩磁、矫顽力、最大磁能积分别提高了3.5%、9.9%、7.8%,扫描电镜下观察晶界十分清晰、晶粒尺寸趋于均匀化,这样的结构抑制了主相的交换耦合作用,样品的矫顽力也达到较优值1127k A/m。同时,样品在0.005mol/L的H2SO4溶液中腐蚀96h后质量损失仅为0.0217g/cm3,耐腐蚀性能得到较明显的改善,硬度达到了628HV。     

双主相合金法制备的(Nd,Ce)-Fe-B永磁合金

利用双主相合金法制备了Ce取代的廉价(Nd,Ce)-Fe-B磁体,研究了Ce取代对永磁体烧结致密化行为、显微结构与磁性能的影响。结果表明,用Ce部分取代Nd能够促进烧结,降低烧结温度;随着Ce取代量的增加,晶粒开始明显长大,磁体晶粒尺寸变得不均匀,晶间富稀土相也开始团聚,磁体各项磁性能逐步降低,在Ce取代量为总稀土的20%时,材料剩磁为1.05T,内禀矫顽力为651.4k A/m(8.18k Oe),最大磁能积为198.4k J/m3(24.92MGOe),仍具有较好的综合磁性能。     

超声化学-放电等离子烧结制备Nd2Fe14B/α-Fe双相复合磁体

采用超声化学法在介质中分解五羰基铁得到纳米Fe颗粒包覆Nd-Fe-B的复合磁粉,并采用放电等离子烧结 (Spark Plasma Sintering, SPS)制备出Nd2Fe14B/α-Fe双相复合磁体.研究了Fe(CO)5的加入量对颗粒的包覆量、复合磁粉显微形貌、磁体微观结构及磁性能的影响.结果表明,五羰基铁溶液的加入量为15ml(Fe与Nd-Fe-B的名义质量比为1∶4)时所制备的磁体具有较高的磁性能:Br=0.959T,Hci=693.3kA/m(8.71kOe),(BH)max= 141.93kJ/m3(17.83 MGOe).适当的Fe(CO)5加入量对烧结磁体的剩磁和最大磁能积有增强作用,而软磁性相的分散程度则对磁体的矫顽力有较大影响,当软磁性相含量不断增加,由于其表面吸附的氧的增加,导致磁体性能下降.     

纳米Al2O3掺杂对NdFeB磁体磁性能和电阻率的影响

NdFeB磁体的电阻率很低,在大动力牵引机车电机工作条件下,涡流损耗明显,使工作温度过高,造成永磁体失磁,降低电机性能。通过高电阻率的纳米Al2O3掺杂来提高电阻率。采用NdFeB快淬粉,通过热压、热变形技术制备了不同质量分数纳米Al2O3掺杂的NdFeB磁体,研究了纳米Al2O3掺杂对NdFeB磁体的热压致密性、磁性能和电性能的影响。结果表明,随着Al2O3质量分数的提高,热压密度先增加后降低,电阻率逐渐增大,当Al2O3质量分数为1.5wt%时,电阻率增大了13%;但是,纳米Al2O3掺杂对磁性能影响很大,随着Al2O3含量的增加,矫顽力和剩磁都急剧下降。     

Li_3V_(2-x)Ce_x(PO_4)_3/C的制备及电化学性能

采用溶胶-碳热法制备Li3V2-xCex(PO4)3/C(x=0、0.02、0.04和0.06)复合材料,通过XRD、SEM、恒流充放电和电化学阻抗谱等测试,研究Ce3+掺杂对材料的影响。Ce3+的适量掺杂没有改变结构,对形貌也没有明显的影响,但可降低一次颗粒的尺寸,提高电导率。掺杂量x=0.04的材料以2.0 C在3.0~4.8 V循环,首次放电比容量为148.3 m Ah/g,第50次循环的容量保持率为85.1%。     

热变形温度对铸造-热变形(Nd,Pr)13Fe80Nb1B6永磁合金织构形成的影响

采用铸造-热变形方法制备了(Nd,Pr) 13Fe80Nb1B6永磁合金,研究了热变形温度对合金织构形成的影响,在700～820℃的范围内,随着热变形温度的升高,在垂直压力的平面内难以形成以(006)为主峰的衍射谱,而在700℃热变形时,得到(006)织构,磁畴观察表明沿压力方向的平面内片形畴与压力方向平行.钕铁硼热变...     

Nd含量对Nd2Fe14B/α-Fe各向异性双相复合纳米晶磁体织构和磁性能的影响

采用放电等离子快速热压、热变形的方法制备了名义成分为NdxFe94-xB6(x=8,9,10,11)的各向异性Nd2Fe14B/α-Fe双相复合纳米晶永磁。研究了Nd含量对各向异性Nd2Fe14B/α-Fe双相复合纳米晶永磁织构和磁性能的影响。研究结果表明,随着Nd含量的提高,Nd2Fe14B/α-Fe双相复合纳米晶永磁c轴晶体织构逐渐强化,饱和磁化强度逐渐降低,但是磁体的矫顽力逐渐提高并导致剩磁也随之提高。     

层状多孔石墨烯/NiOOH/Ni(OH)_2的制备及其电化学性能

以石墨烯、Ni SO4、K2S2O8(饱和)、氨水、蒸馏水为反应物,经过常温回流制备得到Ni OOH/Ni(OH)2含量不同的石墨烯/Ni OOH/Ni(OH)2复合材料。扫描电子显微镜法(SEM)表征显示,Ni(OH)2/Ni OOH在石墨烯表面上形成多孔结构,负载了多孔Ni OOH/Ni(OH)2的石墨烯又进行了层层堆积。电化学性能测试显示,电极材料GP/Ni-5性能最佳,其在电流密度为100 m A/g时,首次可逆比容量为1 287.4 m Ah/g,80次循环后比容量保持在830 m Ah/g,而纯Ni OOH/Ni(OH)2首次可逆比容量为2 400.6 m Ah/g,80次循环后比容量已降至405.9 m Ah/g,表明石墨烯的加入大大提高了材料的稳定性。     

氢对Nd2Fe14B磁性能的影响

自烧结钕铁硼磁体问世以来,为提高烧结钕铁硼磁体的磁性能,采用了很多新的工艺,氢爆碎(HD)就是其中之一.随着氢爆碎工艺在烧结钕铁硼生产中的应用日益广泛,对HD工艺的研究也越来越多.综述了氢爆碎后氢的进入导致钕铁硼合金主相Nd2Fe14B磁性能的变化,希望对生产应用能起到一定的指导作用.     

Ga,Zr对HDDR Nd（Fe,Co）B磁粉各向异性的影响

研究了Ga、Zr等微量元素对HDDR工艺制备的Nd（Fe,Co）B磁粉各向异性的影响。实验指出：在采用HDDR工艺制备Nd（Fe,Co）B磁粉时,加入少量的Ga、Zr等元素后,磁粉的晶粒结构没有明显的改变。磁粉的剩磁增强,磁能积增加,是由于在歧化过程中少量尚未充分分解的2∶14∶1硬磁性四方相成为再结合过程中晶粒成长的核,使新产生的晶粒具有一定的定向取向性,从而使磁粉具有磁各向异性。     

稀土化合物RE2Ge2In(RE=Ce,Pr,Nd)的磁性和晶场效应

基于晶场理论和分子场理论,采用点电荷晶场模型,通过模拟Zaremba小组的磁化率实验结果,得到了稀土化合物RE2Ge2In(RE=Ce,Pr,Nd)的晶场分裂能和相应波函数。计算表明,Kramer离子Ce3 和Nd3 在晶场效应的作用下简并部分消除得到了双基态,而非Kramer离子Pr3 分裂后得到了单基态。计算得到的Ce2Ge2In的第一激发能和总分裂能与Adroja小组中子散射实验结果吻合较好。     

Zn和Dy_2O_3粉末添加对放电等离子烧结纳米晶NdFeB磁体组织形貌和性能的影响

通过对混合Zn或者Dy_2O_3粉末的快淬Nd10.15Pr1.86Fe80.41Al1.67B5.91粉末进行放电等离子烧结(SPS),制备出各向同性Nd Fe B永磁材料,分别研究了两种粉末的添加对磁体组织形貌和性能的影响。结果表明,Zn可以起到细化磁体内部晶粒尺寸的作用,并且会和主相反应生成Nd Zn及Nd Zn5相;Dy_2O_3不利于磁体的致密化,其磁性能的提高被认为是粉末对于磁体内部晶粒的细化作用以及(Nd,Dy)2Fe14B相形成共同作用的结果。对于添加Zn粉末磁体,当Zn添加量为0.6wt%时,磁体获得最佳磁性能;对于添加Dy_2O_3粉末磁体,当Dy_2O_3添加量为2.0wt%时,磁体获得最佳磁性能。     

添加Dy2O3对烧结Nd-Fe-B磁体结构与性能的影响

应用常规粉末冶金工艺制备(Pr-Nd)32Gd0.6FebalNb0.55Cu0.20Al0.45B1.12+x％Dy2O3烧结磁体,分析了添加Dy2O3对其磁性能、抗弯强度、显微组织以及取向度的影响.结果表明,适量添加Dy2O3,使内禀矫顽力显著提高,同时剩磁出现一定程度的下降.Dy2O3添加数量大于1.2％之后,磁...     

2：17型结构的Ho2（Fe1—xCox）15Al2化合物的结构与磁性

用电弧熔炼的方法制备了Ｈｏ２（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１５Ａｌ５（ｘ＝０,０．２,０．４,０．６,０．７,０．８,０．９,１．０）化的,用Ｘ射线衍射和磁性测量研究了它们的结构和磁性,结果表明所有样品为单相２：１７型Ｔｈ２Ｎｉ１７六角结构,随Ｃｏ含量的增加,Ｈｏ２（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１５Ａｌ２化合物的单胞体积Ｖ,晶格常数ａ、,ｃdisplay structure     

预烧和烧结温度对Sr_3Co_2Fe_(24)O_(41)铁氧体微结构及性能的影响

采用固相反应法制备Sr3Co2Fe24O41六角锶铁氧体粉末,探究了预烧和烧结温度对材料电阻率的影响。随预烧温度上升,材料的主晶相由M相转变为Z相,在预烧温度1200℃获得了纯净的Z相;烧结温度为1150℃时,材料晶粒为均匀的片状,具有较大电阻率。烧结通O2条件的实验表明,进气量变化时(20~40L/h),材料的电阻率变化不大,改变O2分压(0.2~0.4MPa)时,在0.3MPa时获得了最大的电阻率,其值为1.12×109?·cm。最后,在室温下测试了材料对施加弱磁场的磁电效应(0~500m T),结果表明Z型铁氧体与M型六角铁氧体相比在室温弱场下具有明显的磁电效应,M型的介电常数则几乎无变化,而Z型铁氧体在0~100m T下介电常数下降,变化率为1.6%。改变测试频率,在200k Hz测试时获得了较大的磁电效应。