铌添加对（Nd0.4Pr0．6）9Fe76B15熔淬非晶合金晶化行为及矫顽力的影响

用熔淬法制备了(Nd0.4Pr0.6)9Fe76-xNbxB15(x=0,2,3,4)非晶合金薄带,然后在600～740℃进行退火晶化.用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究了添加Nb对快淬(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15非晶合金晶化行为和矫顽力的影响,发现Nb的添加改变了(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15的晶化行为,并且极大地提高了合金的矫顽力.未添加Nb的(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15非晶合金晶化时,首先转变成(Nd,Pr)2Fe23B3亚稳相,在退火温度为640℃时,亚稳相开始分解为(Nd,Pr)2Fe14B和α-Fe两相组织,随着退火温度的进一步升高,合金中的(Nd,Pr)2Fe14B相开始减少,而室温非磁性相(Nd,Pr)1.1Fe4B4逐渐增多.添加Nb的(Nd0.4Pr0.6)9Fe72Nb4B15非晶合金晶化时,先从非晶基体中析出α-Fe相,随着温度的升高,剩余的非晶相继续晶化形成(Nd,Pr)2Fe14B和Fe3B相.这说明添加Nb可以避免亚稳相的形成,促进(Nd,Pr)2Fe14B硬磁相的生成,同时细化了晶粒,改善了材料的磁性能,使合金矫顽力从未添加Nb的397.3 kA/m提高到了添加4at% Nb时的1091.2 kA/m.     

Nd_δFe_(14)B(δ=2.18～11)纳米晶合金的性能及矫顽力机理分析

通过直接甩带制备出不同富稀土含量的NdδFe14B(δ=2.18~11)纳米晶合金,并对其性能和矫顽力机理进行了研究。结果表明,在最佳条件下制备的NdδFe14B合金中,随着合金中Nd含量的增加,其矫顽力从1021k A/m提高到了1713k A/m,剩磁从0.80T减小到0.38T,饱和磁极化强度Js和Js/Js(Nd2Fe14B)逐渐减小,磁能积从104k J/m3降低至29k J/m3。其中,Nd2.82Fe14B合金的Jr/Js=0.52、Nd11Fe14B合金的Jr/Js=0.51,表明磁性颗粒间交换耦合作用仍然存在,但Nd11Fe14B的交换耦合作用相对较弱;两种薄带合金的矫顽力行为均具有钉扎机制特征。通过构建NdδFe14B合金矫顽力和硬磁性颗粒间相对距离之间的关系,发现其矫顽力和距离基本满足线性关系。     

B含量对Nd_2Fe_(14)B/Fe_3B复合永磁材料微观结构和磁性能的影响

用熔淬法制备非晶带、再进行晶化处理,制备了纳米晶复合Nd4.5Fe77+xB18.5-x (x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4)永磁磁粉,然后以环氧树脂为粘结剂制备粘结磁体.研究了B含量对材料磁性能和微观结构的影响.结果表明,随着B含量的提高,Nd4.5Fe77+xB18.5-x 粘结磁体的剩磁、矫顽力和磁能积都先增大后减小.适量的B可以细化复合材料的晶粒,改善微观结构,提高磁体磁性能;B含量过高使复合材料的晶粒长大,出现Nd1.1Fe4B4富B相,导致磁体磁性能下降.当B含量为18.3at%时,粘结Nd4.5Fe77.2B18.3磁体具有最佳磁性能:Br=0.88 T,Hcj=257kA/m,(BH)m=57kJ/m3.     

Fe84SixB10.5-xP5Cu0.5合金的微观结构、热稳定性和磁性能

采用单辊熔体快淬法制备Fe84SixB10.5-xP5Cu0.5(x=0,0.5,1.5,3.5,4.5,5.5)合金带材,并采用X射线衍射仪(XRD)、软磁直流测量仪、振动样品磁强计(PPMS-VSM)以及差示扫描量热仪(DSC)对合金微观结构、软磁性能以及热稳定性进行了表征.研究了Si取代B对合金微观结构、软磁性能以及热稳定性的影响.结果表明,Fe84SixB10.5-xP5Cu0.5(x=0～4.5)淬态合金具有ɑ-Fe相(200)衍射峰.当Si取代量为x=5.5时,合金ɑ-Fe相(200)衍射峰消失,具有非晶的淬态结构.x=5.5成分合金过冷液相区为133℃.x=5.5合金的饱和磁化强度μ0Ms为1.85 T,矫顽力为12.93 A/m.     

快淬Sm-Fe-Cu-Si-C(合金带的组织与磁性能

利用单辊快淬法（Vs=15-40m/s)制备了Sm10Fe68.5Cu4Si10C7.5纳米永磁合金，采用X射线衍射，室温磁性能测量等手段分析了合金的组织和磁性能。系统研究了快淬工艺和退火工艺对合金永磁性能的影响。研究结果表明，快淬快淬带最佳退火所需的条件以及最佳退火后的组织和磁性能影响很大，20m/s为最佳快淬速度，将其短时间退火后磁性能最佳；Hci=980.3kA/m,Jr=0.52T,Jt/Js=0.75,(BH)max=44.8KJ/m^3,150m/s为欠淬速度，在25－40m/s随辊速提高快淬带组织由部分非晶过渡到完全非晶，其最佳退火后的剩磁比，矫顽力和磁能积均逐渐降低。     

纳米晶复合Pr8Fe87B5永磁合金磁性能与显微组织研究

用XRD、TEM及VSM等研究了纳米晶复合Pr8Fe87B5永磁合金不同淬态的显微组织及磁性能。合金获得的最高性能为：Br=1.33T,HeJ=471.8kA／m,(BH)max=186.4kJ／m^3。分析了不同淬速对该合金薄带中两相在快速凝固过程中析出行为的影响。     

La-Mg-Ni系贮氢合金的性能研究

对La-Mg-Ni系(PuNi3型)La0.7Mg0.3Ni2.55-xCo0.45Cux(x=0,0.2)贮氢合金进行了快淬处理,研究了快淬工艺对合金结构及电化学性能的影响。结果表明:合金主要由(La,Mg)Ni3相、LaNi5相以及少量的LaNi2相组成,各相的量与淬速有关。当x=0.2时,淬速从0 m/s增加到30 m/s,合金的放电容量从390 mAh/g下降到350 mAh/g,循环寿命从82次提高到116次,但快淬工艺对La-Mg-Ni系贮氢合金循环寿命的提高非常有限。     

(SmCO_7)_(100-x)(Cr_3C_2)_x(x=O～7)熔淬薄带的结构与磁性能

采用熔淬法制备(SmCo7)100-x(Cr3C2)x(x=0～7)合金薄带。研究了Cr3C2添加量对合金相结构、微观组织和磁性能的影响。结果表明,淬速为20m/s时,(SmCo7)100-x(Cr3C2)x熔淬带的矫顽力随Cr3C2含量的增加而增大;剩磁先随x的增大而增高,在x=2时达最大值,然后随x的进一步增大而急剧降低。当熔淬速为20m/s时,(SmCo7)100-x(Cr3C2)x形成了1:7主相结构,同时还有少量的2:17H相和2:17R相。随Cr3C2含量的增加,2:17H相逐渐转变为2:17R相和2:7相。在高Cr3C2含量的合金中出现了含有Cr、Co、C的非磁性晶间相,该相通过抑制主相晶粒的长大及对畴壁的钉扎来提高材料的矫顽力。(SmCo7)93(Cr3C2)7合金在淬速40m/s时形成了非晶结构。该非晶合金在650℃保温6min后获得了远高于相同成分淬态合金的磁性能,Hci=635.4kA/m,Br=0.58T。     

(SmCo_7)_(100-x)(Cr_3C_2)_x(x=0～7)熔淬薄带的结构与磁性能

采用熔淬法制备(SmCo7)100-x(Cr3C2)x(x=0～7)合金薄带。研究了Cr3C2添加量对合金相结构、微观组织和磁性能的影响。结果表明,淬速为20m/s时,(SmCo7)100-x(Cr3C2)x熔淬带的矫顽力随Cr3C2含量的增加而增大;剩磁先随x的增大而增高,在x=2时达最大值,然后随x的进一步增大而急剧降低。当熔淬速为20m/s时,(SmCo7)100-x(Cr3C2)x形成了1:7主相结构,同时还有少量的2:17H相和2:17R相。随Cr3C2含量的增加,2:17H相逐渐转变为2:17R相和2:7相。在高Cr3C2含量的合金中出现了含有Cr、Co、C的非磁性晶间相,该相通过抑制主相晶粒的长大及对畴壁的钉扎来提高材料的矫顽力。(SmCo7)93(Cr3C2)7合金在淬速40m/s时形成了非晶结构。该非晶合金在650℃保温6min后获得了远高于相同成分淬态合金的磁性能,Hci=635.4kA/m,Br=0.58T。     

铸态及快淬态La2 Mg(Ni0.85Co0.15)9B0.1贮氢合金

铸态及快淬态La2Mg(Ni0.85Co0.15)9B0.1贮氢合金主要由(La,Mg)Ni3相(PuNi3型结构)、LaNi5相及少量LaNi2相组成,铸态合金还含有微量的Ni2B相.用高于15 m/s的淬速快淬后,Ni2B相几乎消失,各相的含量与快淬淬速有关.与铸态合金相比,快淬态合金放电平台电压降低,但随着淬速提高,放电容量、放电平台电压都存在一个最大值;快淬使合金的循环寿命有不同程度的提高.铸态和快淬态合金均具有良好的活化性能.     

快淬Nd—Fe—B粘结磁体矫顽力机制

本文采用x光衍射、透射M(?)ssbauer谱和高分辨电镜,研究了快淬Nd_(13.5)Fe_(81.74)B_(4.76)合金的显微组织。快淬线速度为24 m/sec的粘结磁体性能最佳,作者发现,快淬Nd_(13.5)Fe_(81.74)B_(4.76)合金带的显微组织为单纯的Nd_2Fe_(14)B相微晶,不存在第二相(富Nd相、富B相或α-Fe相)。本合金粘结磁体的高内禀矫顽力(iHc≥14kOe)来源于Nd_2Fe_(14)B相的单畴机制。     

热处理温度对Fe_(83.5)B_(15)Cu_(1.5)合金结构及性能影响

通过熔体快淬法制备具有(200)取向α-Fe晶粒的Fe83.5B15Cu1.5非晶纳米晶合金,并重点研究了在制备过程中α-Fe晶粒的产生以及贴棍面和自由面对合金结构与磁性能的影响规律。研究表明,Fe83.5B15Cu1.5合金在熔体快淬之后具有大量(200)择优方向的α-Fe晶粒。晶化热处理之后,贴辊面的微观形貌主要是球形纳米颗粒,而自由面的微观形貌主要是长度为200~300nm的片状多孔结构。经过热处理(温度390℃,保温时间10min)之后可获得最佳磁性能为:饱和磁感应强度Bs=1.83T,矫顽力Hc=8.7A/m。本研究对Fe基非晶合金软磁材料的发展具有积极意义。     

Ta取代对纳米复合NdFeB合金的影响机理研究

用熔体快淬法(meltspinning)制备了Nd9Fe86-xB5Tax(x=0,1,2,3)直接淬火纳米晶和部分非晶薄带,研究了过渡族元素Ta取代对纳米复合NdFeB/α-Fe合金组织和性能的影响。结果发现,对于直接淬火纳米晶合金,1%的Ta取代能提高材料的矫顽力和最大磁能积,Ta含量超过1%材料的综合磁性能反而降低。但是,Ta取代并没有起到细化晶粒的效果。为了解Ta取代的作用,研究了部分非晶合金的晶化行为。结果表明,Ta取代明显提高了Nd2Fe14B相的晶化温度,含Ta合金性能降低的主要原因可能是Ta推迟了硬磁相的晶化过程,导致了软磁相的过分长大。同理可解释部分非晶合金经热处理后磁性能远远低于优化的直接淬火纳米晶合金。     

张应力退火对Fe基纳米晶合金薄带磁各向异性的影响

用单辊快淬法制备Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金薄带,在氮气保护下沿薄带轴向分别施加不同张应力进行退火.采用阻抗仪和磁力显微镜( MFM)分别观测了不同张应力(σ=0、171、378、570 MPa)退火Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金薄带的纵向驱动巨磁阻抗效应(LDGMI)和表面磁畴...     

Nd2Fe14B/α-Fe系双相复合永磁合金快淬带的SEM分析

利用扫描电子显微镜分析了两种成分的Nd2Fe14B／α－Fe系双相复合永磁合金快淬带的形貌，结果表明复合添加Dy和Ga具有改善合金淬带组织形貌的作用。     

热处理制度对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金性能的影响

首先用快淬法制备厚度为20~23μm的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金非晶带材,采用氮气氛退火和横磁退火(氮气氛)工艺对合金进行不同温度处理,研究了退火温度对合金性能的影响。结果表明,合理的退火工艺可以对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的性能进行有效控制,540℃×30min为最佳氮气氛退火工艺,横磁退火可以降低Hc、Br/Bs及Pc并能优化μe和μi。     

Nd2Fe14B/α-Fe双相永磁合金中相含量的X射线衍射测定

用Rietveld法模拟计算稀土双相永磁合金Nd2Fe14B/α-Fe的X射线衍射谱(XRD),并根据多相体模型与无标定量相分析法确定各物相的含量.此外,通过结构精修也可以进一步提取诸如纳米晶尺寸等微结构信息.对一组熔淬Nd2Fe14B合金经700℃、不同时间退火(晶化处理)的样品进行α-Fe含量的测定结果表明,实测结果与实际工艺相吻合.该法可以推广应用于其他稀土双相永磁合金如Pr2Fe14B/α-Fe(Fe3B)的相含量测定与微结构分析.     

制作高性能NdFeB磁体的速凝薄片合金

目前,采用速凝片状（SC）合金生产（BH）max＞400kJ／M3（50MGOe）高性能NdFeB烧结磁体的势头发展迅速。此速凝薄片（SC）厚0．3mm宽几cm,由于凝固时冷速极快,a－Fe枝蔓品和粗大的富Nd相的形成均被有效地抑制,取向性的凝固导致往状晶的形成,其中包含有Nd2Fel(14)B硬磁性相和富Nd相的规律排列。富Nd相除作为晶界相外,并呈展状薄片出现在主相晶体内,此薄层的平均厚度为150nm,层与层间距为3μm,薄层长度与主相晶粒的尺寸相当。硬磁性相和富Nd相的弥散分布有利于合金氢燥后的细磨,以改进磁体的烧结性．尽管速凝薄片的微观结构远比通常铸造合金的结构细小,但磁粉的取向排列并不因之恶化,Br也不降低,因为富Nd薄片间的空间足够大,在细磨后足以形成单晶粒粒,磁体性能因而得到显著改进。研究了成分对SC合金显微结构的影响,发现;1）如果在Nd－Fe－B三元合金中Nd含量大于28．5wt％,则a－Pe的形成将被抑制;2）在2－14－1的正分成分合金（26．7wt％Nd,1wt％B,72．3wt％Fe）中若用Dy取代Nd,其数最达10wt％或更高,在SC合金中也不出现a－Fe;3）Dy的置换增强2－17相形成的趋势。     

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.     

Nd-Fe-B磁体的高性能化

衡量Nd－Fe－B磁体高性能化的一个标准是最大磁能积，至今已报道了烧结Nd－Fe－B磁体的最大磁能积（BH）max的最高值为432KJ／m3（54MGOe），（BH）max为360KJ／m3（45MGOe）的磁体已实现了工业化生产，采用快淬和热压工艺可获得磁体的最大磁能积为380KJ／m3（48MGOe），对纳米晶Nd－Fe－B基永磁材料采用快淬工艺，可获得各向同性的磁体，剩磁和饱和磁化强度之比具有高的比率，这种磁体的磁性能介于永磁铁氧体和稀土烧结磁体的中间位置，各国都在大力开发和研究中。