纳米晶复合Nd10Fe76B10Nb4-xZrx（x=0～4）永磁合金的磁性能研究

采用熔体快淬法制备了成分为Nd10Fe76B10Nb4-xZrx(x=0～4)的合金条带,退火处理后得到了纳米晶复合永磁合金。利用振动样品磁强计(VSM)分析了该合金体系的退磁曲线、磁交互作用曲线(δM-H曲线)、磁化率χ随外加磁场变化曲线,研究了其磁性能及软、硬磁性相间的交换耦合作用的变化。结果表明,添加适量的Zr元素可细化晶粒,从而有效地增强合金中软、硬磁性相间的交换耦合作用,进而提高合金的综合磁性能。当Zr含量为2%(原子分数)时,制得的合金具有最佳的综合磁性能:jHc=1059.16kA/m,Br=1.08T,(BH)max=185.72kJ/m3。     

脉冲磁场退火对纳米晶复合Nd8.5Fe77Co5Zr2.7Ga0.6B6.2永磁合金磁性能的影响

对快淬Nd8.5Fe77Co5Zr2.7Ga0.6B6.2合金,采用脉冲磁场下热处理的方法制备纳米晶复合永磁材料,研究脉冲磁退火对合金的晶化过程、相组成、交换耦合作用以及磁性能的影响,结果表明,同常规退火相比,脉冲磁退火降低了合金的最佳退火温度,改善了合金的微结构,从而增强了软、硬磁性晶粒间的交换耦合作用,明显提高了合金的磁性能,经670℃脉冲磁退火后合金具有最佳的磁性能,即iHc=586kA/m,Jr=1.01T,(BH)max=138kJ/m3,最大磁能积比常规退火工艺条件下提高了15%。     

纳米晶复合Nd8.5Fe76.6-xGaxCo5Zr2.7B6.2(x=0～0.5) 粘结磁体磁性能的研究

采用快淬和晶化退火法制备了成分为Nd8.5Fe76.6-xGaxCo5Zr2.7B6.2(x=0～0.5)的纳米晶复合永磁粘结磁体,研究了其磁性能的变化.结果表明,适量Ga元素的添加能有效提高磁体退磁曲线的方形度,进而提高磁体的最大磁能积.Ga含量0.2%(原子分数),快淬速度为16.0m/s的合金经670℃/4min的晶化处理后,制得的粘结磁体具有较佳的磁性能:Br=0.745T,jHc=730.1kA/m,(BH)max=80.1kJ/m3.适量的Ga元素的添加可以提高磁体的温度稳定性.Ga含量为0.2%(原子分数)的合金具有较好的温度系数,在25～150℃温度区间内剩磁温度系数α=-0.091%/℃,内禀矫顽力温度系数β=-0.353%/℃.     

纳米晶双相Nd3.6Pr5.4Fe83-xGaxCo3B5合金磁性能的研究

用熔体快淬法制备Nd3.6Pr5.4Fe83-xGaxCo3B5(%(原子分数),x=0～1.0)纳米晶双相永磁材料,研究其磁性能的变化.结果表明适量的添加Ga(x=0.25)可以细化晶粒,使快淬薄带中的Nd2Fe14B硬磁相和α-Fe软磁相发生较充分的交换耦合作用,获得较优异的磁性能,Ga含量过多或过少的快淬薄带的磁滞回线出现缩颈现象,低温退火使得该现象得以改善.     

Nd2Fe14B/(α-Fe,Fe3B)复合纳米晶的生长动力学研究

采用X射线衍射分析(XRD)研究了Fe-Co-Nd-Dy-B非晶合金晶化过程中α-Fe、Fe3B纳米晶的生长动力学.根据纳米晶生长达到稳定状态所需的时间常数tE与退火温度Ta的关系,计算了α-Fe和Fe3B纳米晶的生长激活能为Egα-Fe=95±2 kJ/mol和E Fe3B=133±13 kJ/mol.该值远小于α-Fe和Fe3B两相的表观晶化激活能Ecα-Fe=555 kJ/mol和EcFe3B=481 kJ/mol.这表明Fe-Co-Nd-Dy-B非晶合金晶化过程中α-Fe和Fe3B纳米晶的形成主要由成核所控制.     

机械球磨制备纳米双相Nd2Fe14B/α-Fe永磁材料及晶化行为研究

机械球磨氲气保护下的铸态Nd8Fe86B6合金,并进行晶化处理,制备了纳米双相Nd2Fe14B/α-Fe永磁材料.用XRD、TEM和DSC等手段研究了不同球磨工艺和晶化处理工艺对纳米双相Nd8Fe86B6材料组织结构影响.同时研究了非晶态Nd8Fe86B6材料的晶化行为.结果表明延长球磨时间,Nd2Fe14B相迅速细化形成非晶,α-Fe的晶粒尺寸逐渐减小,25h后趋于定值(约为7nm).球磨时间越长,所需完全晶化的温度越高,晶化后粉末的晶粒越小且越均匀.在晶化过程中,非晶态Nd8Fe86B6首先形成Nd4 4Fe77.8B17.8、Nd1.1Fe4B4、Nd2Fe14B和α-Fe四相混合物.升高温度,最后得到Nd2Fe14B相和α-Fe相,但最终产物中仍有少量未分解的Nd1.1Fe4B4相.     

晶化热处理条件对Nd2(FeCo)14B/α-Fe纳米复合材料磁性能的影响

用熔体快淬和晶化处理的方法制备了Nd2(FeCo)14B／α-Fe纳米复合材料。研究了晶化热处理温度和时间对材料磁性能的影响。结果表明Nd2Fe35.5Co2B4.5纳米复合材料的磁性能随热处理条件而变化．较高温度短时间比较低温度长时间热处理样品的磁性能稍好一些，并对其机理进行了研究。     

Cr替代Co对Fe3B/Nd2Fe14B纳米复合磁体微观结构与磁性能的影响

主要研究了添加Cr置换Nd5Fe72.3Cu0.2Co4B18.5合金中的Co元素对Fe3B/Nd2Fe14B型纳米复合永磁体磁性能与微观结构的影响.结果表明相应于Co元素而言,添加Cr元素可有效细化NdFeB合金软、硬磁性相的晶粒尺寸;随退火温度的升高,添加Cr元素的Nd5Fe72.3Cu0.2Cr4B18.5合金的jHc值随退火温度的变化不明显.DTA曲线分析表明,NdFeCuCoB具有一个放热峰,而NdFeCuCrB具有两个放热峰.NdFeCuCrB非晶合金在650℃退火处理30min可获得最佳磁性能Br=0.944T,jHc=383kA/m,(BH)max=77.5kJ/m3.     

Fe78Co2Zr8Nb2B10-xGex（x=1,2,3）合金的晶化过程和磁性能研究

采用单辊快淬法制备Fe78Co2Zr8Nb2B10-xGex(x=1,2,3)系非晶合金,在不同热处理条件下对两种合金进行热处理。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等测试手段对合金的微观结构和磁性能进行研究。研究结果表明,3种合金的晶化过程相似:非晶→非晶+α-Fe(Co)→α-Fe(Co)+Fe3Zr+Fe2B。3种合金的比饱和磁化强度(Ms)大体上随退火温度的升高而增大;3种合金的矫顽力(Hc)随退火温度的升高均呈现先增加、后降低、再增加的复杂变化趋势。     

Nb对LaFe10.8-xNbxCo0.7Si1.5C0.2磁制冷合金成相和居里温度的影响

用真空电弧炉熔炼了LaFe10.8-xNbxCo0.7-Si1.5C0.2(x=0、0.01、0.07、0.10、0.14、0.36和0.74)合金,并对其铸态及退火态的显微组织、相成分及体积分数进行研究。结果表明,Nb的添加可细化铸态组织中的树枝晶,并促进退火过程中1∶13相的形成。其中当x=0.07时,铸态组织的细化作用最为明显,退火后可得到接近单一的1∶13相。差示扫描量热分析的结果表明,LaFe10.8-xNbxCo0.7Si1.5C0.2(x=0、0.01、0.07、0.10、0.14和0.36)合金在相变点附近发生了二级磁相变,且相变温度随Nb含量的增加呈先升后降的趋势。     

R2Fe17(R=Y,Tm)化合物的本征磁致伸缩随温度的变化

根据德拜理论和格律乃森关系导出的R2Fe17(R=Y,Tm)化合物在顺磁态的晶胞参数(a,c,v)及由负膨胀测定法得到的R2Fe17(R=Y,Tm)化合物的晶胞参数的差别,计算了R2Fe17(R=Y,Tm)化合物的本征体磁致伸缩随温度的变化关系.计算结果表明R2Fe17(R=Y,Tm)化合物的本征磁致伸缩随着温度的增加而急剧减小.分析表明这种现象与磁化强度和交换耦合作用随温度的下降有关.本文还研究了重稀土原子磁性对R2Fe17化合物的本征磁致伸缩的影响,结果表明重稀土原子磁矩及R-T交换耦合作用使R2Fe17化合物的本征磁致伸缩增强,但增强的幅度比3d次晶格引起的本征磁致伸缩小一个数量级,亦即R2Fe17化合物的本征磁致伸缩主要来源于3d次晶格中的Fe-Fe交换作用.     

热处理温度对纳米晶Ba3(Zn0.4Co0.6)2Fe24O41晶相和X波段吸波特性的影响

采用溶胶-凝胶自蔓延法制备了Ba3(Zn0.4Co0.6)2Fe24O41铁氧体粉末,先将样品在450℃退火2h,然后将其分别在950、1100、1150、1200、1260℃下热处理5h。利用XRD和微波矢量网络分析仪对产物的晶体结构、X波段的电磁性质及其吸波性能进行了表征。实验表明,1200℃和1260℃热处理后的样品主相为六角Z相结构,并且在整个所测频段内都具有很大的磁导率虚部,后者还具有很高的磁导率实部;1mm厚的上述两样品在X波段内其反射功率损耗都在20dB以上,1200℃热处理后的样品反射功率损耗的最大值达43.112dB,上述两样品具有宽频大功率损耗特性,是X波段较为理想的微波吸收剂。     

镁元素对A5B19型La0.8-xGd0.2MgxNi3.3Co0.3Al0.1（x=0～0.4）储氢合金微观结构和电化学性能的影响

用高频感应熔炼法制备了稀土系La0.8-xGd0.2MgxNi3.3Co0.3Al0.1(x=0～0.4)储氢合金,并在氩气和1273K下对铸态合金进行退火处理,系统研究了用Mg部分替代La元素对合金微观组织和电化学性能的影响规律。合金相结构分析表明,合金组织主要由Pr5Co19型、PuNi3型、Ce2Ni7型和Ca-Cu5型相组成,随Mg含量增加,主相Pr5Co19型相含量先增加后减少,当x=0.15时达到最大值88.23%(质量分数)。电化学测试分析表明,随Mg含量的变化,合金电极最大放电容量和容量保持率均呈先增加后减小的规律,当x=0.15时,合金电极放电容量达到最大值377.9mAh/g,经100次充放电循环后其电极容量的保持率S100为90.2%,具有较好的电化学综合性能。     

Cr对纳米晶复合Nd2Fe14 B/α-Fe永磁材料磁性能的影响

采用快淬和晶化退火法制备了成分为Nd8.5Fe75-xCo5Cu1Nb1Zr3CrxB6.5(x=0.5,1,2)的纳米晶复合永磁合金.研究了Cr的添加对合金晶粒尺寸及磁性能的影响,结果表明适量Cr的添加能有效抑制磁性相晶粒长大,提高了合金的矫顽力.Cr含量为1%(at%),快淬速度为15.0m/s的合金经690℃/4min的晶化处理,由晶化磁粉粘结所得到的磁体最佳磁性能为:Br=0.62T,jHc=806.4kA/m,(BH)max=69.0kJ/m3.     

Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁的制备和性能

用超声化学法制备纳米Fe颗粒包覆的Nd2Fe14B复合粉体,将其在Ar气保护下经放电等离子烧结(SPS),得到Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶复合磁体.Fe名义质量分数为5%的烧结磁体具有较高的磁性能:Br=0.86 T,Hci=683.8 kA/m,(BH)max=95.92 kJ/m3.烧结前对复合粉末进行适当的高能球磨,能促进显微组织进一步细化,增强软磁相与硬磁相之间的交换耦合,使相同Fe含量和烧结工艺的磁体Br和(BH)max分别提高到0.94 T和113.6 kJ/m3.