烧结钕铁硼磁体边界相的调控技术机制

采用传统的粉末冶金方法制备了名义成分为Nd_(28)Dy_2Fe_(68.6)B_1Ga_(0.2)Nb_(0.2)的烧结钕铁硼磁体,并研究了烧结钕铁硼磁体Nd_(28)Dy_2Fe_(68.6)B_1Ga_(0.2)Nb_(0.2)晶粒的细化和磁体晶界相演化之间的关系。通过细化磁粉粒度,制备出了平均晶粒尺寸分别是8.22,4.69,3.60和3.12μm的4种磁体。结果表明,磁体平均晶粒尺寸为3.60μm时对应的磁体的磁性能最好:最大磁能积(BH)m=389.93 k J·m~(-3),内禀矫顽力Hcj=1282.79 k A·m~(-1)。从磁体的微观形貌观察发现,随着磁体平均晶粒尺寸的减小,磁体中角隅晶界相的尺寸减小,条带状晶界相的比例增大,使更多的富Nd相参与到隔断主相晶粒之间的磁交换耦合中来,磁体矫顽力提高。磁粉粒径细化之后,磁粉颗粒的形貌更加规则、均一,取向时受到的摩擦力减小,提高了磁体的剩磁和取向度。但是随着平均晶粒尺寸从3.60到3.12μm的进一步减小,富Nd相发生了团聚,且分布不均匀,导致磁体矫顽力降低;磁体中的富Nd相增多并团聚,导致了磁体在烧结过程中由于液相较多而使主相晶粒发生了偏转,而且导致了磁体取向度降低,进而导致剩磁的减小。     

添加液相合金对Sm2Co17稀土永磁磁性能的影响

本文介绍了Sm_2(Co.Cu.Fe.Zr)_(17)稀土永磁合金中钐含量对合金磁性能的影响,并研究了液相烧结工艺中不同的液相合金添加量对合金性能的作用。研究结果表明,添加液相合金后容易获得较好而稳定的磁性能。与常规的2:17稀土永磁合金相比,合金的矫顽力iHc和最大磁能积(BH)_(max)分别提高48kA/m和16kJ/m~3左右。采用液相烧结工艺还可以实现人为调节合金成分,因此提高产品的合培率,对批量生产磁体具有很大的经济价值。     

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.     

废旧烧结Nd-Fe-B磁体添加Ce再制造技术研究

烧结Nd-Fe-B磁体再生过程中会引起稀土元素的氧化和损失,因此重新烧结时无法致密化。添加Ce金属,有助于再生磁体的致密化,并优化磁体的显微组织结构。通过低成本Ce金属的添加,成功实现再生磁体的综合性能优化。并研究了废旧烧结Nd-Fe-B磁体的吸氢过程,用BH测试仪测试了再生磁体的磁性能;采用扫描电镜观察了再生磁体的微观结构。添加4%Ce(质量分数)时,在1 350 K烧结、773 K热处理条件下,再生磁体的剩磁达到了原磁体的98%以上,内禀矫顽力超过了原磁体。     

钴含量对烧结钕铁硼居里温度及磁性能影响规律研究

与烧结钐钴磁体相比,烧结钕铁硼稀土永磁具有优异的室温磁性能和力学性能,但其居里温度较低,只有310℃左右,限制了其在耐高温磁应用领域的使用推广。钴元素部分取代钕铁硼中的铁元素可以提高钕铁硼永磁体的居里温度,传统的钴添加方式会使磁体中形成铁钴软磁相,从而造成磁体的矫顽力大大降低。本文研究了不同钴添加量对钕铁硼磁体物相、居里温度和磁性能的影响规律,结合Al、Ga、Cu等元素对钕铁硼永磁体晶界相物相结构的协同调控作用,避免了钴元素取代铁元素过程中Fe-Co软磁相的产生。本研究制备的高钴含量钕铁硼磁体矫顽力高H_cj>28kOe,居里温度T_c>450℃,剩磁温度系数|α|20℃～100℃<0.078%/℃,矫顽力温度系数|β|20℃～100℃<0.55%/℃。     

CuGa晶界添加对烧结钕铁硼永磁体磁性能及热稳定性的影响

将商用N45磁粉与CuGa辅合金粉末混合制备得到烧结钕铁硼磁体。CuGa辅合金的添加优化了磁体的晶界,使得磁隔绝效应更加显著,从而提高了磁体的磁性能及热稳定性。仅需添加0.1%质量分数的Ga,烧结磁体矫顽力就由12.5 kOe增长到13.4 kOe,继续增加添加量虽然有利于提高矫顽力,但是降低了磁体的剩磁。EDS结果显示,在晶粒边界处有Cu和Ga的富集现象,可以很好的起到去磁耦合的作用,由于边界在磁体中占比极小,故较多的添加量会使辅合金元素进入主相,降低磁性能。随着辅合金添加量的增加,磁体的矫顽力温度系数单调的由-0.677%/℃变化为-0.661%/℃。CuGa辅合金添加磁体的矫顽力温度系数的绝对值小于未添加磁体,说明随着CuGa辅合金添加量的增加,磁体的矫顽力热稳定性有所提高。100℃处理后,未添加CuGa辅合金磁体(Pc=2)磁通不可逆损失hirr=14.14%,而添加了质量分数为0.1%、0.3%和0.5%的Ga的样品hirr分别为8.07%,5.75%,5.35%。CuGa合金添加可以减小磁通的不可逆损失,使磁体的热稳定性得到改善,有利于磁体在电机等高温环境中的应用。     

高综合性能烧结钕铁硼磁体关键制备技术研究

通过优化合金成分设计和改进速凝片铸技术、烧结技术,在工业生产线上成功实现了40EH高综合性能烧结钕铁硼磁体的批量生产。SEM观察结果表明,磁体显微组织致密、精细而均匀;其平均晶粒尺寸约为5～6μm,不存在尺寸明显偏大的晶粒。在常温下,40EH烧结钕铁硼磁体的典型磁性能为Br=1.288 T,Hcb=996.8 kA.m-1,Hcj=2490 kA.m-1,Hk=2018 kA.m-1,(BH)max=322.0 kJ·m-3;其Hcj/79.6kA.m-1+(BH)max/7.96 kJ·m-3=71.7。在473 K高温下,40EH烧结钕铁硼磁体的典型磁性能为Br=1.056 T,Hcb=585.8 kA.m-1,Hcj=641.8 kA.m-1,Hk=520.2 kA.m-1,(BH)max=200.9 kJ·m-3;其J-H退磁曲线方形度较好,B-H退磁曲线仍然表现出比较明显的线性特点。在295～473 K温度区间,其剩磁与内禀矫顽力的温度系数分别为-0.101和-0.417(%.K-1)。当L/D=0.7时,在493 K保持2 h磁体开路磁通不可逆损失为3.8%左右。批量生产的40EH烧结钕铁硼磁体具有优异的常温磁性能,同时表现出良好的温度稳定性。     

烧结钕铁硼双相合金工艺的研究进展

双相合金工艺是近几年发展起来的一种新的制造烧结Nd-Fe-B系永磁材料的方法.该工艺对于高性能磁体的制备展现出广阔的发展前景.简述了双相合金法制备烧结钕铁硼磁体的技术过程,总结了各种添加元素对于烧结钕铁硼永磁合金的显微结构和磁性能的影响.     

烧结温度对高矫顽力Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17永磁体磁性能的影响

为深入了解高矫顽力Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17永磁体烧结温度与磁体磁性能的关系，设计了6种不同烧结温度，分别测试了各温度下烧结试样的密度和磁性能。试验结果表明：高矫顽力Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17磁体的密度随着烧结温度的升高而升高，在1210－1220℃达到最大值；磁体在1205－1210℃烧结时有较高的磁性能，内禀矫顽力超过1910kA/m，最大磁能积达到210kJ/m^3，温度过高或过低都使磁本性能下降；剩磁Br随磁体密度的升高而上升，矫顽力Hci的变化是密度和晶粒大小及胞状尺寸综合作用的结果。     

烧结钕铁硼晶界扩散矫顽力增强机制研究

高矫顽力烧结钕铁硼磁体具备较强的抗退磁能力和良好的温度稳定性,是保障永磁电机长期安全运转的关键基础。传统制造技术需要在材料中加入大量重稀土元素以提升材料的矫顽力,然而,重稀土元素极为稀缺因而价格高昂,并且重稀土元素直接添加不可避免的会造成材料剩磁的明显下降。本文研究了烧结钕铁硼晶界扩散处理后磁体的微观组织结构变化规律和矫顽力增强机制,通过晶界富稀土相组成及分布的优化,材料矫顽力得到大幅提升,适合制造兼具高剩磁、高矫顽力的高性能钕铁硼永磁材料。     

注射成形粘结钕铁硼磁体复合粉研究

磁体的注射成形是一种高效生产的近净成形技术。为了制备出具有较好综合性能的注射成形粘结钕铁硼永磁材料,研究了粘结剂对注射成形磁体的磁性能、加工性能及力学性能的影响;分析了硅烷系列的偶联剂、复合润滑剂和抗氧剂等添加剂对注射成形磁体性能的影响。结果表明,用MQP-B快淬钕铁硼磁粉和尼龙12粘结剂制备出了剩余磁感应强度为0.539 T,磁感矫顽力为345.37 k A/m,内禀矫顽力为681.02 k A/m,最大磁能积为47.37 k J/m3的注射成形钕铁硼磁体。     

烧结温度对MM-Fe-B永磁体磁性能与微观结构的影响

利用白云鄂博共伴生混合稀土(MM)制备了MM-Fe-B永磁体,研究了烧结温度对磁性能与微观结构的影响。随着烧结温度的升高,磁体的密度逐渐升高,剩磁、矫顽力、最大磁能积先增大后减小。对比结果:当烧结温度为980℃时,磁性能最优,剩磁0. 862 T(8. 62 k Gs),内禀矫顽力171. 6 k A/m(2. 16 k Oe),最大磁能积84. 6 k J/m3(10. 63 MGOe)。与Nd Fe B最优烧结温度(1060℃)相比MM-Fe-B烧结温度有所降低,有利于节能减排。对磁体微结构分析发现磁体中存在Ce Fe2相,La元素富集于富稀土相中,磁体中存在大量的穿晶畴。探索利用共伴生混合稀土制备永磁体对稀土资源合理高效使用和环境保护具有重大意义。     

高居里温度Nd-Fe-B磁体的制备及温度稳定性研究

本文通过研究磁体(PrNd)27.8CoxDy3FebalB0.97(x=20,25)在不同热处理工艺下的磁性能、密度及晶粒大小,以探寻其最佳热处理工艺,并对磁体的温度稳定性进行了研究.结果表明:较高的Co含量使磁体的居里温度Tc大幅提高,但会导致内禀矫顽力Hcj下降;磁体的温度稳定性(温度系数与不可逆磁通损失hirr...     

烧结钕铁硼磁体晶界扩散Dy/DyFe工艺研究

研究了晶界扩散工艺在烧结钕铁硼中的应用,采用晶界扩散渗Dy/Dy Fe合金的方法,将重稀土元素Dy扩散到烧结钕铁硼磁体内部。在高真空6×10-3Pa下,900℃×3.5 h进行扩散,再在2×102Pa,530℃×3 h下进行回火。选择性地进行追加热处理。研究了此种工艺对烧结磁体的磁性能、磁通不可逆损失和微观组织的影响。结果表明对磁钢进行晶界扩散Dy,使矫顽力增幅为15.69%。通过晶界扩散DyFe使矫顽力增幅为22.40%。晶界扩散Dy后的磁钢在160℃/1h下,磁通不可逆损失从6.3%下降到1.1%,在180℃/2h下,磁通不可逆损失从22.6%下降到6.3%。在一定的热处理条件下,重稀土元素择优分布在主相和晶界相的交界处,这种改性的晶界结构和成分提高了各向异性场,大幅提高磁体的矫顽力和耐热性。     

烧结钕铁硼的晶界扩散改性、结构与性能研究进展

烧结钕铁硼磁体具有优异的磁性能,被广泛地应用于高新技术领域的核心功能器件。然而,新能源汽车和风力发电等低碳经济的发展对烧结钕铁硼磁体的磁性能提出了更高的要求,高矫顽力高磁能积磁体成为今后发展的重要趋势。高矫顽力和高磁能积一直以来都是一个矛盾体,晶界扩散技术的发展改变了这一现象。利用晶界扩散技术对磁体晶界成分和结构的调控实现了高矫顽力和高磁能积的双高综合磁性能,而且降低了制造成本,节约了重稀土资源。本文总结归纳了国内外晶界扩散技术的最新研究成果,重点介绍了晶界扩散后磁体界面微观结构和化学成分的变化规律及其与磁性能的内在联系,论述了相应的微观机制,为晶界扩散技术的进一步发展及钕铁硼磁体磁性能提高提供了理论参考。     

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。      

高丰度稀土添加对NdFeB微观结构及性能影响

钕铁硼磁体制造过程中速凝铸片微观组织的形态对磁体的性能有重要的影响。本文系统研究了不同Y\La\Ce添加量对烧结NdFeB磁体的铸片微观组织及磁体性能的影响。结果表明Y\La\Ce添加量为10%稀土总量(TRE)时,磁体速凝铸片的微观形貌保持良好的板条状结晶,而随着添加量的增加,速凝铸片的结晶形态变差,磁体性能呈线性下降。不同的取代元素对磁体性能影响程度不同,剩磁衰减量YCeLa,矫顽力衰减量YLaCe,为制备具有良好性能的低成本磁体提供了指导。     

热压/热变形NdFeB磁体研究的新进展

热压/热变形钕铁硼磁体具有良好的纳米晶微结构、剩磁、磁能积以及高的抗腐蚀性和热稳定性等优点,受到人们的广泛关注。近年来Dy、Tb等重稀土的价格飙升,尤其是晶界扩散方法应用于热变形磁体使其矫顽力大幅度提高,热变形钕铁硼磁体的研究重新成为当前磁性材料研究的热点。本文从热压/热变形钕铁硼磁体的制备工艺、微观结构、元素掺杂等方面进行总结。介绍了几种提高热变形钕铁硼磁性能的工艺方法,对热变形钕铁硼的Nd元素含量、热变形温度、变形量、富Nd相的形状与分布、晶粒形状与修饰等进行探讨。并对多种低熔点共晶合金晶界扩散和压力扩散进行对比,采用添加轻稀土或者是添加高熔点合金的方式使得热变形钕铁硼仍然保持较优异的磁性能。此外,利用微磁模拟和透射电镜原位加场研究对热变形钕铁硼的磁化机理、晶粒耦合机制与矫顽力机制进行总结。这些机制包括主相晶粒间的交换耦合作用、晶间相的去磁耦合作用、钉扎理论、自钉扎理论、成核理论、成分关系理论、晶粒内部缺陷钉扎作用等相关理论。     

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.     

Y元素的添加对Nd2Fe14B磁体的综合性能的影响研究

通过在烧结钕铁硼磁体中添加不同比例的高丰度Y元素,对比研究Y元素的添加对Nd₂Fe₁₄B磁体的磁性能、抗弯强度、耐腐蚀性、热稳定性和微观形貌的影响。结果表明,随着Y含量的增加,虽然Nd₂Fe₁₄B磁体磁性能逐渐降低,但由于Y元素的添加,改善了磁体的居里温度,晶界相的分布、晶粒尺寸更均匀,抗弯强度、耐腐蚀性、热稳定性等指标均得到明显改善。在烧结钕铁硼磁体中适当地添加Y元素,可在保证磁体优异的综合性能的前提下,降低磁体的生产成本,实现稀土资源的综合利用。