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.     

放电等离子烧结法制备的Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁体

采用放电等离子烧结和化学气相沉积技术制备烧结型Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁体,并对磁体的密度、微结构、磁性能进行了分析与表征.研究表明,采用Fe(CO)5热分解化学气相沉积法能实现纯净的纳米单质铁对磁粉表面的均匀包覆,并得到Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁粉,包覆的纳米铁颗粒尺寸仅为50nm左右.将复合磁粉经放电等离子烧结,可实现快速致密化,当烧结温度达700℃,Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁体已接近全致密,其晶粒大小约为100nm.该磁体的综合磁性能达到:Br=0.79T,Hcj=1201kA/m,Hcb=507kA/m,(BH)max=103 kJ/m3.     

制备Nd-Fe-B磁体的非常规方法

介绍了制备Nd-Fe-B磁体的主导方法（烧结法，熔（体旋）淬法）以外几种非常规的，有一定的特色的制备方法：熔淬薄带热变形磁体，半工艺HDDR粉热压磁体，放电等离子体烧结两相复合磁体，金属注射成型（MIM）烧结磁体，IAT－HDDR工艺磁粉，d-HDDR各向异性磁粉和气体雾化法。     

超高矫顽力N35AH烧结Nd-Fe-B永磁材料的研制

重稀土金属Dy、Tb可以提高烧结Nd-Fe-B磁体的磁晶各向异性场,但过量的Dy和Tb会导致铸锭中R2Fe17相的增加,在晶界易形成R(FeCo)2和R(FeCo)3软磁性相,从而降低磁体的矫顽力.采用氢爆碎和双合金工艺混合烧结法制备Nd-Fe-B磁体,避免了软磁性Laves相的形成,研制出使用温度达到240℃的N35AH磁体.     

氧对烧结Nd—Fe—B磁性能和显微组织的影响

研究了烧结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁体制作过程中从原材料、熔炼,粗破碎,气流磨,压型一直到烧结的各个环节中磁粉／体中氧含量的变化情况,观察到：在带筛球磨到气流磨过程中,氧含量增加最为剧烈。在压裂阶段氧含量达到最高值,而在烧结过程中磁体氧含量并没有明显增加。ＳＥＭ背散射和能谱测量说明,高氧浓度的磁体中,氧化物以及因主相分解生成的α－Ｆｅ等软磁性相是造成磁性能恶化的主要原因。     

软磁磁粉芯和烧结软磁材料：结构、性能、特点和应用

正(续上期)3磁粉芯的制备工艺过程磁粉芯的制备工艺主要是基于粉末冶金工艺,文献中甚至就叫PM工艺,即粉末冶金工艺。这主要是因为,磁粉芯的制备工艺是从粉末烧结软磁体过渡而来的。我们知道,粉末烧结软磁体的生产工艺就是典型的粉末冶金工艺,只是在制备粉末烧结软磁体时未对粉末进行绝缘包覆处理,而在制备磁粉芯时,增加了一道粉末颗粒表面绝缘处理工艺,但     

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.     

添加Nb对Nd-Fe-B铸态合金组织及磁体磁性能的影响

对添加Nb的Nd-Fe-B铸态合金的结晶状态、磁体的显微组织形貌、磁性能等进行了详细研究。研究发现：添加Nb使Nd-Fe-B铸态合金的片状晶尺寸明显变小,Nd-Fe-B磁粉的抗氧化性能提高,磁体的晶粒结构均匀一致,不含Nb的Nd-Fe-B磁体晶粒的大小、形状差异非常大,其显著微结构出一种类似“闭窝”状的结构。这种结构使Nd-Fe-B磁体的磁性能恶化。添加一定量的Nb元素后,这种“团窝”状结构消失,磁体的晶粒更加规则,组织结构晚加均匀。采用常规的湿法制粉工艺,用Nb含量（摩尔分数）为0．44％的Nd-Fe-B合金得到了（BH）max为336kJ/m^3(42.1MGOe)的烧结磁体,而相同成分的不含Nb磁体的最大磁能积吸194kJ/m^3。     

在宽温度范围应用的稀土磁体

在4．2～423K的温度范围内，研究了Sm2Co17型烧结磁体和Nd-Fe-B模锻磁体。它们的磁性能与SmCo5和Nd－Fe－B烧结磁体不相上下。研究表明：这种Sm2Co17型磁体，在温度高达423K下应用，可认为是最好的。在423K下Sm2Co17磁体的磁性能为：Br=10．8kG，Hc=15．7kOe和（BH）max=27．1MGOe。在573K下暴露半小时后，在磁导系数为2时，Sm2Co17磁体的不可逆损失为1．1％。烧结Nd-Fe-B磁体比其模锻磁体显示出更好的热稳定性。由于在140K时出现自旋重新取向现象，所以在4．2K下，Nd-Fe-B磁体磁滞回线的第二象限，出现了非正常状态。     

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.     

烧结Nd-Fe-B磁体在电机应用中的力学分析

研究了烧结Nd-Fe-B磁体沿平行和垂直取向方向的抗弯强度、断裂韧度以及微观结构,发现其力学性能沿不同取向方向存在较大差异。探讨了烧结Nd-Fe-B磁体力学各向异性的起因,分析表明:烧结Nd-Fe-B磁体力学各向异性来源于结晶过程中晶粒生长的各向异性,从而产生了富Nd相相对于主相的择优分布。由于磁粉因磁场取向使这种择优分布得以保留,进而产生了烧结Nd-Fe-B磁体力学强度各向异性。     

BaFe12O19包覆γ—Fe2O3复合磁粉的制备及其磁性能研究

采用表面包覆法合成了一系列不同包覆量的ＢａＦｅ１２Ｏ１９－γ－Ｆｅ２Ｏ３复合磁粉,采用Ｘ射线粉末衍射（ＸＲＤ）对样品进行物相分析,用振动样品磁强计（ＶＳＭ）测试样品磁性能,得到矫顽力和比饱和磁化强度随包覆量变化的关系曲线,由此讨论了过渡层的存在对样品磁性能的影响以及不同焙烧工艺条件下,样品磁性能的变化规律,在复合磁粉中ＢａＦｅ１２Ｏ１９的摩尔分数ｘ＝３０％～７０％,得到的复合磁粉性能较好（Ｈ＝４５     

烧结Nd-Fe-B磁体表层氧化行为的研究

烧结Nd-Fe-B磁体的富氧表层导致在磁体的退磁曲线上表现出明显的台阶特征，由于富氧层中存在大量用普通显微镜无法分辨的弥散氧化物以及由主相分解生成的弥散的α-Fe等其它软磁性相，使得磁体的富氧层中显微组织之间的分界线变得很模糊，并造成富氧层与正常组织之间产生显微裂纹。     

聚乙二醇包覆纳米Fe3O4颗粒的制备及表征

采用化学共沉淀法制备了聚乙二醇(PEG4000)包覆的纳米Fe3O4颗粒,然后分散于水中制成磁性液体,研究了PEG用量对磁性液体稳定性的影响。粒度测试和形貌分析表明,PEG包覆的纳米Fe3O4颗粒平均粒径为30nm,包覆层厚度约5～10nm,粒径分布较窄。红外光谱分析表明,PEG与纳米Fe3O4主要以氢键结合,结合差热和电镜分析,认为颗粒的分散作用主要是空间位阻作用,PEG用量为15wt%的纳米Fe3O4颗粒的PEG包覆量约为9wt%。吸光度测试表明,随着聚乙二醇用量的增加,悬浮液的稳定性提高,用量15wt%时,悬浮液分散稳定性最好,包覆样的饱和磁化强度为57A·m2/kg,具有良好的超顺磁性。     

纳米Fe3O4加入量对磁流变液性能的影响

磁流变液的沉降稳定性是困扰其应用的难题,本研究通过加入纳米Fe3O4来改善磁流变液的稳定性。首先采用共沉淀法制备平均粒径为10nm的Fe3O4磁性粒子,将其掺入到羰基铁磁流变液中,研究其掺入比例对磁流变液稳定性和零磁场粘度的影响。通过对样品的SEM和TEM分析以及实验观察,发现纳米Fe3O4粒子的加入可以增强磁流变液中羰基铁粒子在载液中的分散效果,从而改善磁流变液的沉降稳定性。     

Sm_2Fe_(17)N_x磁粉和粘结磁体的磁性

Sm2Fe17Nx磁粉是通过冶金的方法获得的、即熔炼、铸造、粉碎，氯化。这些粉末、环氧树脂和锌通过模压的方法制成粘结磁体。Sm2Fe17Nx磁粉磁取向后的磁性能为（BH）max＝170Kj／m3（21．4MGOe），Br＝1．20T，Hcj＝547KA／m（6．87KOe），环氧树脂粘结磁体的性能为（BH）max＝103KJ／m3（13．0MGOe），Br＝0．8357．就Zn粘结磁体来说Hcj测量值超过了2MA／m（25KOe）。     

Gd、Y含量对烧结Nd-Fe-B磁体磁性能的影响

分别采用Gd、Y等量取代原磁体中的部分Nd,制备了烧结(GdxNd1-x)16Fe78B6(x=0.15,0.2,0.3,0.4,0.5)和(YxNd1-x)16Fe78B6(x=0.15,0.2,0.3,0.4,0.5)永磁材料,研究了添加元素Gd和Y的含量、烧结温度和回火温度对材料磁性能和显微结构的影响。实验结果表明,Gd、Y替代Nd含量最佳范围为0~0.15。烧结温度为1120℃、回火温度为800℃时(Gd0.15Nd0.85)16Fe78B6磁体的磁性能最佳。烧结温度为1120℃、回火温度为600℃时(Y0.15Nd0.85)16Fe78B6磁体的磁性能较好。显微组织研究表明,两种磁体样品分别产生新相钆铁钕氧化物相和钇铁钕氧化物相。     

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。     

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。     

氧对烧结Nd-Fe-B磁性能和显微组织的影响

研究了烧结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁体制作过程中从原材料、熔炼、粗破碎、气流磨、压型一直到烧结的各个环节中磁粉／体中氧含量的变化情况。观察到：在带筛球磨到气流磨过程中,氧含量增加最为剧烈;在压型阶段氧含量达到最高值,而在烧结过程中磁体氧含量并没有明显增加。ＳＥＭ 背散射和能谱测量说明,高氧浓度的磁体中,氧化物以及因主相分解生成的α－Ｆｅ 等软磁性相是造成磁体磁性能恶化的主要原因