La2Fe14B和Ce2Fe14B合金在快淬和热处理过程中相析出行为的比较

研究了溶体快淬三元La_2Fe_(14)B和Ce_2Fe_(14)B合金的相析出行为和磁性能,对不同快淬速度(10~50 m/s)和不同热处理温度下制备的样品进行了系统分析。结果表明,通过直接快淬,La_2Fe_(14)B合金中不能形成2∶14∶1硬磁相,而Ce_2Fe_(14)B合金可以获得2∶14∶1相。La_2Fe_(14)B合金在10m/s快淬时主要由La和α-Fe相组成,而Ce_2Fe_(14)B合金中2∶14∶1硬磁相在10m/s和20m/s快淬时析出。随着辊速的增加,非晶相逐渐增多并成为主相。在热处理过程中,La_2Fe_(14)B合金析出相以α-Fe和La相为主,并且高温下液态的富La相和α-Fe相可以共存;而Ce_2Fe_(14)B合金中先析出α-Fe,后析出2∶14∶1硬磁相,随后析出相长大。结果还表明,La_2Fe_(14)B比Ce_2Fe_(14)B有更高的非晶居里温度和更低的α-Fe相析出温度。由于硬磁相的析出,Ce_2Fe_(14)B合金可以获得较好的硬磁性能,包括一定的矫顽力。此研究对含La、Ce稀土永磁材料的生产具有一定的指导作用。     

(Nd1-xMMx)-Fe-B烧结磁体的磁性能与畴结构

利用混合稀土(MM)结合双主相工艺制备名义成分为(Nd_(1-x)MM_x)-Fe-B(x=0,0.3,0.5,0.7,1)的烧结磁体,磁体的磁性能随着MM含量的增加而降低。通过XRD测量结果可以发现随着MM含量的增加,(Nd_(1-x)MM_x)-Fe-B烧结磁体中的相组成为2∶14∶1结构。当MM含量达到30%(质量分数)时,出现REFe_2相的衍射峰,并且随着MM含量的增加,衍射峰的强度也随之增强。对(Nd_(0.5)MM_(0.5))-Fe-B烧结磁体的微观形貌,元素分布以及磁畴结构进行原位分析,含MM的磁体中有La、Ce元素扩散至部分Nd-Fe-B主相晶粒中。用磁光克尔显微镜观察平行于c轴的样品表面,未添加MM的磁体的畴结构为条形畴,而添加MM的磁体有部分晶粒的畴结构趋向于迷宫畴,且随着La、Ce元素含量增多趋势越明显,同时发现在缺乏富稀土相的晶粒之间有穿晶畴的形成。     

贫稀土钕铁硼合金与Nd_(67)Cu_(33)混粉热变形磁体组织演变过程及其对磁体矫顽力的影响

分别真空感应快淬贫稀土钕铁硼合金Nd_(11.5)Fe_(81.8)B_(6.0)Nb_(0.7)与Nd_(67)Cu_(33)薄带,然后制备Nd_(67)Cu_(33)含量0,3%,6%,9%,12%(质量分数)的混粉热变形磁体,分析讨论了贫稀土钕铁硼合金与Nd_(67)Cu_(33)混粉变形磁体中组织演变过程及其对磁体矫顽力的影响。研究结果表明,在热变形过程中当变形量由0增到30%时,混粉热变形磁体中Nd-Cu的扩散导致与之相邻区域的α-Fe晶粒尺寸减小、局部出现富稀土相、2∶14∶1相中稀土含量部分补偿性增加,整个磁体中α-Fe相体积分数减少、2∶14∶1相与软磁相α-Fe交换耦合作用增强,混粉热变形磁体的矫顽力随变形量的增加而增大;当变形量进一步增加,在双相磁体中富稀土相消失,2∶14∶1相和α-Fe相晶粒尺寸增大,一旦α-Fe晶粒尺寸超过交换耦合的临界尺寸将导致双相交换耦合作用恶化,2∶14∶1相晶粒尺寸增大导致其对磁体矫顽力的贡献降低,整个混粉热变形磁体的矫顽力随变形量的增加而大幅度下降;当变形量达到70%时,混粉热压热变形磁体随Nd_(67)Cu_(33)添加量的增加尽管2∶14∶1等效平均晶粒尺寸增大但磁体的矫顽力不断提高,原因在于随Nd_(67)Cu_(33)的增加磁体分别出现α-Fe消失、富稀土晶界相出现、且富稀土晶界相体积分数增大,富稀土晶界相的去磁耦合作用增强。     

热变形温度对Nd_(14)Fe_(80)B_6磁体矫顽力的影响研究

使用X射线衍射、扫描电镜和磁滞回线仪等研究热变形温度、平均片状晶长度、单畴晶粒占比、平均片状晶厚度对热变形Nd_(14)Fe_(80)B_6磁体矫顽力的影响。结果表明,当Nd_(14)Fe_(80)B_6热变形温度超过其富稀土晶界相熔点150~170K后,磁体矫顽力从737kA/m降低到355kA/m。热变形Nd_(14)Fe_(80)B_6磁体统计平均片状晶长度L为320~500nm,单畴晶粒占比0.52~0.26,多畴晶粒的增加是热变形磁体矫顽力下降的原因。随着热变形温度的增加、变形时间的延长,平均片状晶厚度增长速度快于平均片状晶长度,对应热变形磁体矫顽力的下降。若降低变形温度在富稀土晶界相熔点附近有望提高磁体的矫顽力。     

Dy_2O_3掺杂对机械球磨Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体矫顽力的影响

用机械球磨法制备Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体,研究了Dy_2O_3掺杂对纳米复合磁体磁性能的影响。结果表明,掺入Dy_2O_3能显著提高复合磁体的矫顽力,且随着Dy_2O_3掺杂量的增大最大矫顽力对应的退火温度降低。X射线衍射分析结果表明,掺入Dy_2O_3使Nd_2Fe_(14)B的晶格常数减小,也即Dy部分替代Nd后生成了(Nd,Dy)_2Fe_(14)B硬磁相。因此,复合磁体矫顽力的增强主要归因于硬磁相磁晶各向异性的提高。但是,硬磁相磁晶各向异性的提高缩短了有效交换耦合长度,表现为过量掺杂Dy_2O_3使矫顽力降低。     

NdFeB合金相的继承性及其高压成型技术研究

研究了NdFeB合金不同状态下Nd2Fe14B基体相的继承情况,结果表明:Nd2Fe14B相在铸锭中占据主要位置,且形态由于较少受到临近相的影响而更为粗大,整体呈多边形,各边也比较长,其晶粒尺寸达到了50μm左右;烧结态合金中的基体相由于其附近相的影响而不能够自由长大,晶粒尺寸一般为20μm左右;回火对Nd2Fe14B基体相的长大和形状不会有太大影响,高温回火一般在熔点较低的相如富Nd相(655℃)之上,对Nd2Fe14B基体相的表观形状有所影响,而低温回火对基体相的表观形状影响较小。研究了NdFeB合金不同状态下富Nd相的继承情况,结果表明:铸态NdFeB合金Nd2Fe14B基体相晶粒粗大,因此富Nd相沿其边沿分布而显得较小,以细长条状为主,长度可能与Nd2Fe14B基体相晶粒一致,但宽度很小;烧结态合金的富Nd相形状与Nd2Fe14B基体相晶粒之间的空隙形状基本一致;高温回火下富Nd相的形态也会有所改变,使整体微观结构显得更为饱满和完善;低温回火后合金中的富Nd相几乎完全包覆Nd2Fe14B相,界面变得平直并且光滑。研究了NdFeB合金不同状态下富B相的继承情况,结果表明:富B相在整个合金不同状态中变化不大,这种结构在铸锭态合金中即已经形成,尺寸很小,仅为数微米,一般以弥散的质点存在于晶界或者部分Nd2Fe14B四方相晶粒中;富B相的熔点达到了1090℃,因此其在两种回火态合金中均不会发生较大的变化。研究了NdFeB合金不同状态下缺陷相的继承情况,结果表明:缺陷相所占比例仅次于富Nd相,裂纹缺陷主要存在于铸锭态合金中,不会被继承;孔洞缺陷在铸锭态合金中较多,呈长条状,但是在烧结态合金中的形式完全改变,其长宽比例比较接近;烧结态、高温回火态、低温回火态合金中孔洞缺陷比例分别为5.29%、4.03%、3.14%。对比研究了N38、N38H、N38SH、N38UH型NdFeB合金相继承情况,结果表明:烧结态合金中Nd2Fe14B基体相重新组合,晶粒尺寸比铸锭态合金小,形状也更规则;后3种NdFeB合金夹杂缺陷较多,但是在回火工序中,这种缺陷会逐渐减少,其富Nd相较多,形状变化和继承规律相对较复杂。研究了NdFeB磁体制备工艺中的高压成型技术,结果表明:经过0.2GPa、1.8GPa、3.6GPa压制之后,样品的生坯密度分别为4.83g/cm3、6.16g/cm3、6.23g/cm3;磁体密度分别为7.42g/cm3、7.45g/cm3、7.48g/cm3;富Nd相含量分别为13.92%、11.42%、8.75%;与0.2GPa压制的样品相比,1.8GPa、3.6GPa压制的样品的内秉矫顽力分别提高了31.99%和28.93%、磁能积(BH)max分别提高了2.24%和11.94%,维氏硬度先增加了11.17%(1.8GPa),后又减少了7.90%(3.6GPa);压力提高孔洞缺陷数量也相应减少。     

含Ti和C的纳米复合Nd_2Fe_(14)B/α-Fe磁体研究EI北大核心

研究Ti和C添加对Nd9.4Fe79.6B11合金磁性能的影响规律。结果表明:Ti和C联合添加能够在不降低合金剩磁的情况下显著提高合金的矫顽力,最佳工艺条件下制备出的Nd9.4Fe75.6Ti4B10.5C0.5合金薄带的剩磁Br=0.91T,矫顽力Hcj=975.6kA/m,磁能积(BH)max=135.4kJ/m3。在磁体密度为6.1g/cm3时,黏结Nd9.4Fe75.6Ti4B10.5C0.5磁体剩磁Br=0.68T,内禀矫顽力Hcj=975kA/m,最大磁能积(BH)max=76 kJ/m3,性能和MQ-D磁粉制备的黏结磁体性能相当,具有低价位高性能的特点。     

含Ti和C的纳米复合Nd2Fe14B／α—Fe磁体研究

研究Ti和C添加对Nd9.4Fe79.6B11合金磁性能的影响规律。结果表明:Ti和C联合添加能够在不降低合金剩磁的情况下显著提高合金的矫顽力,最佳工艺条件下制备出的Nd9.4Fe75.6Ti4B10.5C0.5合金薄带的剩磁Br=0.91T,矫顽力Hcj=975.6kA/m,磁能积(BH)max=135.4kJ/m3。在磁体密度为6.1g/cm3时,黏结Nd9.4Fe75.6Ti4B10.5C0.5磁体剩磁Br=0.68T,内禀矫顽力Hcj=975kA/m,最大磁能积(BH)max=76 kJ/m3,性能和MQ-D磁粉制备的黏结磁体性能相当,具有低价位高性能的特点。     

Nd13Fe80.1-xTixB6.5Zr0.1Cu0.3永磁合金磁性能研究

HDDR(氢化-歧化-脱氢-再结合)工艺是制备各向异性Nd2Fe14B基磁粉的有效方法.主要研究了改进的d-HDDR工艺及添加合金元素Ti对Nd13Fe80.1-xTixB6.5Zr0.1Cu0.3(x=0、1.0、2.0)合金磁性能的影响规律.结果表明,d-HDDR工艺中吸氢氢压和歧化时间是促使材料产生磁各向异性的#合金经d-HDDR工艺处理,其最佳磁性能为:Br=1.39T;iHc=1006kA/m;(BH)max=169.66kJ/m3;DOA=0.797.关键;合金元素Ti使NdFeB合金矫顽力显著提高,其作用主要体现在两方面:一方面是在晶界间形成低熔物,抑制晶粒长大、细化晶粒,改善富Nd相的组织结构,使富Nd相沿边界更加均匀地分布;另外,Ti元素使Nd2Fe14B晶界平直而清晰,主相晶粒表面各向异性提高,反磁化畴难以形核,从而使矫顽力提高,其最佳添加量为1.0%(原子分数).成分为Nd13Fe79.1Ti1.0B6.5Zr0.1Cu0.3 的2#合金经d-HDDR工艺处理,其最佳磁性能为:"Br=1.39T;iHc=1006kA/m;(BH)max=169.66kJ/m3;DOA=0.797.     

高能球磨Nd_(14)Dy_1Fe_(72)Co_5B_8合金的微观结构和磁性

本文采用 X 射线衍射,透射电镜和振动样品磁强计等技术研究了 Nd_(14)Dy_1Fe_(72)Co_5B_8合金在高能球磨过程中的结构变化以及结构与矫顽力的关系。我们认为高能球磨 Nd_(14)Dy_1Fe_(72)Co_5B_8合金的矫顽力源于晶界对畴壁的钉扎。在球磨初期,矫顽力随球磨时间的增加而增加,这主要归结于晶粒细化引起的晶界密度的增加。当球磨时间超过30小时,矫顽力随球磨时间的增加而减小,这可能是由于在球磨过程中引入很大的微观应力和高密度的缺陷,导致 R_2TM_(14)B(R=Nd、Dy;TM=Fe、Co)磁性相的磁晶各向异性场降低。     

烧结钕铁硼磁体溅射渗镝工艺与磁性能研究

采用直流磁控溅射的方法,在烧结Nd-Fe-B磁体表面制备了Dy薄膜,对比研究了N35烧结态与回火态磁体晶界扩散后组织形貌与性能的变化。N35烧结态与回火态磁体经溅射渗Dy处理后,在剩磁仅降低0.009T和0.03T的情况下,矫顽力大幅度提高,分别提高了708.44kA/m和665.46kA/m,渗Dy处理后磁体中的Dy元素平均质量分数增加不超过0.4%。SEM和EDS能谱的分析结果表明,晶界组织形貌的改善和(Nd,Dy)2Fe14B外延层的形成是矫顽力提升的主要原因。EPMA元素面分布结果显示,Dy主要富集在富Nd相处,三叉型富Nd相处Dy含量最高,而Dy没有扩散到主相晶粒内部,不会导致剩磁大幅度降低,从而有效提高了磁体的综合磁性能。     

(Nd1-xPrx)10.5(FeCoZr)83.5B6合金显微结构和磁性能研究

采用部分过快淬加后续晶化退火工艺,制备出了最佳磁性能的(Nd1-xPrx)10.5(FeCoZr)83.5 B6(x=O、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0)系列粘结磁体,研究了稀土Pr元素对快淬合金DTA曲线转折温度点、合金显微组织结构和粘结磁体磁性能的影响.Pr元素使合金非晶态的晶化转变温度和转化能降低,合金的显微组织结构变得较粗大和较不均匀,从而使快淬粘结磁体剩磁降低.随Pr含量的增加,磁体的内禀矫顽力Hci单调上升,剩磁Br单调下降,在x=0.6～0.8处(BH)m达到最大值70.6kJ·m3.     

放电等离子烧结新型NdFeB永磁材料工艺研究

采用放电等离子烧结技术制备了新型NdFeB磁体，研究了烧结工艺和热处理工艺对磁体的磁特性、尺寸精度及致密度的影响。同时利用B-H回线仪、扫描电子显微镜对其磁特性、显微组织结构进行了分析测试。结果表明，这种新型的烧结NdFeB磁体具有独特的显微组织结构，主相NdFe14B晶粒细小、尺寸均匀，富钕相弥散分布在主相边界上。获得最佳工艺条件下制备的磁体的磁特性为：最大磁能积(BHmax)240kJ／m^3，内禀矫顽力(Hci)1160kA／m，磁体的密度达到7．58g／cm^3，接近材料的理论密度，同时磁体的尺寸精度达到20μm。     

Sm_(0.5)Ce_(0.5)(Co_(0.824)Mn_(0.059)Cu_(0.118))_(6.8)合金的相组成与磁性关系

用金相、X光、高功率衍射、电子探针及热磁分析等手段,对成分为Sm_(0.5)Ce_(0.5) (Co_(0.824)Cu_(0.118)Mn_(0.059))_(6.8)合金铸态、高温烧结及时效前后的磁体进行了相组成的研究。也对氢气,氩气下烧结的磁体进行了比较。试验结果表明:合金铸态存在着CaCu_5型(1:5相)和Th_2Zn_1,(Th_2Ni_(17))型(2:17相)。氩气保护下在1130℃淬火的试样主要是六角型2:17相(缺陷型)。它与低的内禀矫顽力相对应。也存在少量的Sm_2O_3。经750℃,600℃多阶时效淬火的试样,发现在六角型2:17基相中,伴随着调幅结构的出现,析出了少量的菱形2:17相。它与高的内禀矫顽力相对应。氢气保护下,于1130℃淬火的试样,发现其内禀矫顽力也相当高。此时也观察到第二相的析出。第二相以最佳尺寸析出,造成了畴壁钉扎点,从而对内禀矫顽力有较大的贡献。     

热变形温度对Nd14Fe80B6磁各向异性的影响

在850～880℃真空热变形4min、变形量70%制备了Nd14Fe80B6各向异性磁体,实验结果表明随着热变形温度的提高,磁体的各向异性先上升后降低,870℃热变形时磁体的(006)晶面峰为X衍射图谱的主峰、(004)相对极密度最大值达到130.01、I(006)/I(105)为1.88,获得(006)磁织构,磁体的饱和磁化强度达到1.453T。如热变形过程消除平均宽度为25μm的带状组织,减少与热变形压力垂直的片状晶之间夹角为19°左右的局部片状晶,则磁体的各向异性可望进一步提高。Nd2Fe14B相在热变形过程中从等轴晶变形为片状晶,且磁体宏观变形量≥65%时,才能形成(006)磁织构,局部富稀土相只起到有利晶粒滑移、有利片状晶形成的作用。细化热变形磁体的片状晶厚度可使磁体具有高矫顽力、高剩磁与饱和磁化强度之比值。850℃热变形Nd14Fe80B6磁体的片状晶平均厚度为76nm,磁体的矫顽力为450.6kA/m,Mr/Ms为0.92。     

美国研制的高热稳定性磁铁

一种添加Ga和Co的稀土-Fe-B系永磁体因具有良好的稳定性于1993年7月27日获美国专利权,专利号为US5230751-A。 这是一种用磁粉烧结方法制成的磁体,其化学成分通式为:R(Fe_(1-x-y-r)Co_xB_yGa_r)_A。式中:R表示稀土元素Nd,但可部分地用Pr     

放电等离子烧结NdFeB磁体的氧化和腐蚀行为

采用放电等离子烧结技术制备了新型NdFeB磁体,研究了NdFeB磁体在湿热环境下的氧化行为和在电解质溶液中的电化学特性.在扫描电子显微镜下分析了磁体的显微组织结构和成分.结果表明,与传统烧结NdFeB磁体相比,新型磁体的显微组织特征为:主相Nd2Fe14B晶粒细小、均匀,富钕相在主相晶粒边界上分布较少,主要集中在三角晶界处.这种组织结构有效抑制了磁体沿富钕相发生的晶间腐蚀的过程,使磁体具有良好的耐腐蚀性能.     

真空退火提高薄型磁体性能的研究

机加工成一定尺寸和形状的烧结NdFeB薄型磁体,由于表面晶粒形变和缺陷的产生引起了磁性能的降低,适当的真空退火热处理后,其磁性能将会得到恢复和提髙。通过SEM扫描电镜,X射线衍射和磁性能的测量,研究了退火热处理对磁体表面层晶粒微结构、应变、亚晶粒尺寸和磁性能的影响。结果表明,在三相共晶点温度以上,900℃×2h+490℃×5h的退火可以完全消除机加工产生的应変、应力和缺陷。其次,表面层内晶界富Nd相的毛细管作用和扩散迁移,使富Nd相均匀、连续地分布在晶粒和晶界周围。这种富Nd相网状结构,消除了机加工磁体表层内的晶界裂纹和缺陷,对磁体性能的恢复和提高起着重要的作用。     

过冷钕铁硼合金的凝固行为

作为一种高性能的永久磁体,钕铁硼(Nd-Fe-B)合金磁体日益引起人们的很大关注,其应用领域也愈加广泛.它们的生产方法有熔体离心铸造和烧结工艺2种.人们认为,这类磁体的优越性来源于磁性的Nd2Fe14B相,它不仅具有很大的饱和磁化强度,而且具有很高的各向异性磁场.     

一次回火温度对烧结NdFeB永磁材料组织和性能的影响

探讨了880~900℃、910~930℃、940~960℃温度区间下1h回火处理对Nd30Dy3.5Al0.2B1合金显微组织和磁性能的影响。研究表明,温度低于910℃时,晶界富Nd带过厚且积聚,主相体积分数小,矫顽力、磁能积低;温度高于930℃时,晶粒尺寸过大,晶界面积变小,晶界富Nd带加厚,矫顽力、磁能积均下降;910~930℃时晶粒尺寸趋向均匀,晶界富Nd带呈薄层状分布,磁性能最佳。