非晶晶化法制备纳米双相α-Fe/Nd_2Fe_（14）B磁性粉体的研究

本文在NMS-Ⅱ磁粉生产设备上,研究非晶晶化工艺因素（快淬速度、晶化温度和晶化时间）对Nd2（Fe,Co,Zr）14B磁粉磁性能和组织的影响。并通过振动样品磁强计（VSM）、X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等分析工艺因素对Nd2（Fe,Co,Zr）14B磁粉的磁性能及纳米晶形成的影响规律。经分析确定较好的工艺为：以17 m.s-1速度快淬获得非晶并粉碎,随后氩气保护下730℃晶化20 min;获得的磁性能为：Br=7.620 kGsj、Hc=8.321 kOe（、BH）max=10.019 MGOe。     

合金元素对(NdPr)_6Fe_(79)B_(15)非晶厚带的晶化行为及磁性能影响

利用熔体快淬法制备了(Nd Pr)6Fe79B15和(Nd Pr,Dy)6Fe74.5Co3Cu0.5Zr1B15非晶带。通过X射线衍射(XRD)和差热分析(DSC),并借助Kempen模型和Kissinger方程,研究了合金的非晶晶化过程及非等温晶化动力学。结果表明,与(Nd Pr)6Fe79B15合金相比,(Nd Pr,Dy)6Fe74.5Co3Cu0.5Zr1B15合金的非晶形成能力明显提高,在9 m/s的辊速下获得了厚度为100μm以上的非晶厚带。2种合金的非晶厚带具有不同的晶化过程及晶化动力学机制。(Nd Pr)6Fe79B15合金的晶化分4步完成:非晶相(A)→Nd2Fe23B3+A’→α-Fe+Fe3B+Nd2Fe23B3’→α-Fe+Fe3B+Nd2Fe14B→α-Fe+Fe3B+Nd2Fe14B+Nd1Fe4B4;而(Nd Pr,Dy)6Fe74.5Co3-Cu0.5Zr1B15合金的晶化分两步完成:非晶相(A)→Fe3B+A’→α-Fe+Fe3B+Nd2Fe14B。与(Nd Pr)6Fe79B15合金由界面控制的多晶型晶化不同,(Nd Pr,Dy)6Fe74.5Co3Cu0.5Zr1B15合金第1步为界面控制的多晶型晶化,第2步则以扩散控制的共晶型晶化为主。由于退火后组织结构的细化和改善,(Nd Pr,Dy)6Fe74.5Co3Cu0.5Zr1B15合金带的磁性能明显优于(Nd Pr)6Fe79B15合金带。     

电弧式快淬炉批量制备高性能(Nd,Zr)-Fe-B合金

采用电弧熔体快淬加后续晶化处理的方法批量制备了钕铁硼合金,研究了Zr、Nd元素含量对钕铁硼合金磁性能的影响。结果表明,添加的Zr原子能进入Nd：Fe14B相的晶格中,部分占据Nd原子的位置,从而提高Nd2Fe14B硬磁相的含量,因此显著提高(Nd,Zr)-F-B合金的磁性能。     

Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金磁性能的研究

采用铜模吸铸法制备出厚度为0.8 mm的片状Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金.利用X射线衍射(XRD),差热分析(DTA)和振动样品磁强计(VSM)研究了Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金在铸态和不同温度退火后的磁性能.结果表明,Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金在铸态下为软磁性.合金晶化退火后,磁性能转变为硬磁性,得到了块状的纳米晶复合永磁材料.合金硬磁性的产生是由于合金晶化后产生了Nd2Fe14B硬磁性相和α-Fe,Fe3B软磁性相,软、硬磁相间产生了较强的交换耦合作用而造成的.这一方法为制备块体纳米晶复合永磁材料提供了一种新的手段.     

快淬Nd-Fe-B非晶厚带的晶化过程和非等温晶化动力学

利用熔体快淬法在12 m/8的辊速下制备了Nd6Fe72B22和Nd6Fe68Ti4B17C5非晶厚带.通过DSC和XRD,并借助Kempen模型和Kissinger方程,研究了合金的非晶晶化过程及非等温晶化动力学.结果表明,两种合金厚带具有不同的晶化过程以及晶化动力学机制.Nd6Fe72B22合金的晶化过程分为三步完成:非晶相(AP)→Nd2Fe23B3→Nd2Fe14B+α-Fe+Fe3B→Nd2Fe14B+α-Fe+Fe3B+NdFe4B4,而Nd6Fi4Ti4B17C5合金一步完成晶化:AP→Nd2(Fe,Ti)14(B,C)+α-Fe+Fe3B.与Nd6Fe72B22合金由界面控制的多晶型晶化不同,Nd6Fe68Ti4B17C5合金以扩散控制的共晶型晶化为主.     

Nb和Zr对（Nd，Pr）2Fe14B／α-Fe磁体晶化行为和磁性能的影响

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了纳米双相（Nd，Pr）2Fe14B／α-Fe型磁体，研究了Nb和Zr的添加对磁体磁性能、微观结构和晶化行为的影响。结果表明：添加Nb和Zr可提高α—Fe相的晶化温度，抑制α—Fe的析出和长大，避免亚稳相的形成，从而提高硬磁相的体积百分比。Nb和Zr复合添加能细化晶粒，增强硬磁相和软磁相问的交换耦合作用，显著提高纳米晶双相永磁合金的磁性能。合金（Nd，Pr）2Fe14B／α-Fe经过最佳热处理后，磁性能达到Br=1．10T，iHc=534．2kA／m，（BH）max=143．6kJ／m^3。     

化学法制备Nd2Fe14B磁粉及其反应过程

利用化学法制备Nd Fe B中间体,再通过两级还原退火成功制备了主相为Nd2Fe14B的Nd Fe B磁粉。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及附带的X射线能谱仪(EDS)、差示扫描量热仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)等表征手段对样品的物相组成、微观组织结构、不同温度的相变和磁性能进行了分析,研究了Nd2Fe14B磁粉的形成过程。结果表明:采用化学法成功合成了分散良好的纳米尺寸的Nd Fe B中间体,中间体由球状Fe3O4颗粒和絮状物的Nd、B元素有机物配位体组成;中间体经过两级还原退火转变为Nd Fe B磁粉,通过800℃的一级还原退火使Nd Fe B中间体转化成NdFeO3、B_2O_3、Nd2O3和α-Fe相;二级还原退火在Ca H2辅助下的反应过程:首先B2O3在501℃下被还原成B相,接着678℃时,Nd2O3和Nd Fe O3被还原以形成α-Fe和Nd H2相,最后895℃时,B、Nd H2和α-Fe发生合金化反应形成Nd2Fe14B磁粉。     

d-HDDR工艺及合金元素Co对Nd12．5Fe80．4-xCoxGa0．5Zr0．1B6．5合金磁性能的影响

本文采用室温吸氢后"氢化一歧化一脱氢一再复合"(d-HDDR)工艺制备Nd12.5Fe80.4-xCoxGa0.5Zr0.1B6.5(x=0,4.0,8.0,12.0,15.0)各向异性永磁磁粉,研究了歧化氢压、歧化温度、再复合温度及合金元素Co的添加对Nd12.5Fe30.4-xCoxGa0.5Zr0.1B6.5合金磁性能的影响规律,并利用X射线衍射仪(XRD)对磁粉的微观结构进行了表征.结果表明,d-HDDR工艺制得的磁粉具有良好的磁性能,合金元索Co的添加可提高磁粉的磁性能.制得磁粉的典型性能为:Br=1.252T,jHc=768.7kA/m,(BH)max=253.4kJ/m3,DOA=0.58.     

快淬NdFeB磁粉磁性能不均匀性问题的研究

用磁选方法从同一批生产的含合金元素Zr和Co的快淬NdFeB磁粉中选出磁性能明显不同的优劣两种粉磁,研究优劣两种磁粉的成分及显微组织结构差别.结果表明:优质磁粉的Zr含量明显偏低、Fe含量略高,晶粒结晶完整、晶界衬度清晰,晶界上无其它相存在,晶粒尺寸大都分布在20～60 nm范围内,较为均匀;而劣质磁粉的Zr含量偏高、Fe含量稍低,且劣质粉中存在大量的亚稳态组织结构,包括非晶、α-Fe+非晶以及≤10 nm衬度不清晰、结构不完整的Nd2Fe14B晶粒.认为,劣质磁粉中含Zr量偏高,提高了发生晶化的开始温度是造成磁性能不均匀的主要原因.     

单相纳米晶Nd12.3Fe79.2Nb2.5B6合金的交换耦合作用与显微组织

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了含铌单相纳米晶Nd12.3Fe79.2Nb2.5B6合金,研究添加Nb对单相Nd2Fe14B纳米晶合金的磁性能、交换耦合和微观结构的影响规律.结果表明:Nb的添加提高了合金的非晶热稳定性,使得合金最佳晶化温度升高;合金晶化退火后,Nb可使晶粒尺寸分布均匀,并得到单一Nd2Fe14B相;晶粒边界比较完整,存在共格、半共格或大角度晶界,但没有观察到晶界相.上述结构可有效提高合金的磁性能,增强交换耦合作用.通过对Nd12.3Fe79.2Nb2.5B6合金磁性能分析可知:650 ℃晶化退火10 min后的合金性能最佳,交换耦合作用最强.     

Nd—Dy—Fe—Co—B快淬非晶合金的晶化动力学

用差热分析（DTA）,结合X射线衍射（XRD）研究了Nd-Dy-Fe-Co-B非晶合金的晶化动力学。结果表明,温度低于800℃不同升温速率的升温过程中,合金Nd7.5Dy1.5Fe70Co16B5中先后出现三个晶化相：软磁相α-Fe相、亚稳相Nd2Fe23B3和硬磁相Nd2Fe14B。三个晶化相的晶化激活能随晶化份数的增加而降低。α－F的表面激活能为98.09kJ/mol,Nd2Fe23B3和Nd2Fe14B的分别为131．79kJ/mol和129．20kJ/mol.Nd2Fe14B和α－Fe相的晶化行为表明Nd7 .5Dy1.5Fe70Co16B5合金退火时容易形成晶粒粗大的Nd2Fe14B/α-Fe微结构的原因,是Nd2Fe14B和α-Fe相都容易长大造成的。     

均匀化退火对Nd-Fe-Co-Ga-Zr-B合金铸锭组织及HDDR粘结磁体磁性能的影响

利用XRD,SEM,EDX等手段分析了均匀化退火对Nd12.2Fe63.8Co17.4Ga0.5Zr0.1B6合金铸锭的相组成和微观结构的影响,分析了均匀化退火温度和保温时间对氢化-歧化-脱氢-再化合(HDDR)粘结磁体磁性能的影响规律.结果表明,均匀化退火消除了Nd12.2Fe63.8Co17.4Ga0.5Zr0.1B6合金铸锭中的偏析相和α-Fe枝晶;对该合金进行(1100～1150) ℃×10 h、随炉冷却的均匀化退火处理时,随着退火温度的升高,合金中的α-Fe不断减少,在1150 ℃下对该合金进行长时间(20 h)的均匀化退火处理后,其α-Fe的含量逐渐增多;经过1150 ℃×10 h、随炉冷却的均匀化退火热处理后,Nd12.2Fe63.8Co17.4Ga0.5Zr0.1B6合金铸锭中的α-Fe显著减少,HDDR磁粉的晶粒尺寸均匀且形状规则,其粘结磁体获得了最佳磁性能:Br=0.6309 T, Hcj=676.2 kA/m,(BH)max=55.6 kJ/m3.     

快淬Fe3B／Nd2Fe14B永磁材料晶化行为及磁性能的研究

利用熔体快淬和晶化处理的方法制备了快淬Fe3B／Nd2Fe14B永磁材料。采用XRD，DTA，VSM等方法对合金的晶化行为和磁性能进行研究。结果表明：对于Fe3B／Nd2Fe14B熔体快淬永磁粉末，升温速率对各相的析出和分解温度有一定的影响。完全过淬的Nd4.5Fe77B18.5和Nd4Fe77Cr0.5B18.5合金熔体快淬粉在进行973K，7min晶化处理过程中，首先形成Nd2Fe23B3相，然后Nd2Fe23B3相发生分解，其产物为Fe3B／Nd2Fe14B，此后再没有发生其它的相转变。当晶化温度大于953K，保温10min后，样品的剩磁、矫顽力和最大磁能积明显提高。微量元素Cr的添加对相转变温度有影响，同时可以细化晶粒，提高矫顽力，从而改善材料的永磁性能。     

Nb对非晶态Fe—Co—Nd—B合金的晶化动力学的影响

在Fe-Co-Nd-B非晶合金中添加4%的Nb(原子分数)可延迟其晶化过程,提高晶化温度,并使其热稳定性显著提高.Nb抑制Fle3B晶化相的形核,但促进Fe23B6相的形核及长大.Nb可使晶化相的平均晶粒尺寸从30-60 nm减至14-20 nm.Nb使由初始晶化温度计算的晶化激活能明显降低.Fe-Co-Nd-B合金中,α-Fe(Co),Fe3B和Nd2(Fe,Co)14B晶化相的形核过程要难于长大过程,而加Nb后α-Re(Co),Fe23B6和Nd2(Fe,Co)14B晶化相的长大过程要难于形核过程,但Nb基本未改变晶化相的形核及长大机制.非晶合金的晶化主要是一维界面控制的形核以及形核率随时间减小的三维长大过程.     

快速加热过程中Nd8Fe86B6合金非晶带的晶化及磁性能

利用高频感应加热的快速晶化方法,对Nd8Fe86B6非晶带进行了晶化退火处理.采用X射线衍射和TEM对原淬态和晶化后的薄带进行了微观组织的分析,用VSM对淬态和快速晶化后薄带的磁学性能进行了测量.观察了在不同晶化条件下Nd8Fe86B6非晶的结构变化以及对其磁性的影响.试验结果表明,快速加热可使非晶带迅速晶化.加热速度和加热时间显著地影响薄带的组织及磁性能.随着加热速度的提高,α-Fe与Nd2Fe14B两相的析出越趋于接近,但过高的加热速度亦使α-Fe过快长大.在快速晶化过程中,α-Fe的长大速度仍大于Nd2Fe14B,因此过长的加热时间将使得α-Fe过度长大.因此,一个较理想的磁学性能都应有一个适合的加热条件相配合.     

添加Cr对纳米复合Nd2Fe14B／α-Fe合金晶化行为和磁性能的影响

采用熔体快淬及晶化处理工艺制备Nd11Fe72-xCo8V1.5CrB7.5(x=0，1)纳米晶合金。研究了添加Cr对合金晶化行为和磁性能的影响。结果表明，添加Cr提高了软磁相α-Fe和硬磁相Nd2Fe14B的形成温度，降低了硬磁相Nd2Fe14B的居里温度。同时，添加Cr可细化两相晶粒，提高内禀矫顽力，从而提高最大磁能积。     

Nd7．5Fe85．9Nb0.25Dy0．75B5．5Cu0．1非晶合金中Nd2Fe14B相的晶化动力学

利用差示扫描热分析法（DSC）研究了非晶Nd7．5Fe85．9Nb0.25Dy0．75B5．5Cu0．1合金中Nd2Fe14B相的晶化动力学。结果表明：当非晶合金以10℃／min升温时,Nd2Fe14B的晶化峰值温度为697.93℃,晶化初期Nd2Fe14B相的晶化激活能为372．17kJ／mol,随其晶化体积分数的增加,晶化激活能逐渐减小。     

Nd12Fe77Co5B6快淬晶化薄带中的各向异性

本文对成分为Nd_(12)Fe_(77)Co_5B_6的合金进行快淬后晶化处理,得到的薄片和磁粉用振动样品磁强计（VSM）和X射线衍射仪（XRD）进行性能和结构分析,发现在晶化处理后的薄片中出现明显的磁各向异性。其方向为Nd2Fe(14)B晶体的易磁化轴-c轴方向,这种各向异性有利于获得高性能的粘结快淬NdFeB磁体．     

添加Zr的（Nd，Pr）10．5Fe81．5-xZrxCo286合金显微结构与磁性能

研究了添加Zr元素对快淬(Nd,Pr)10.5Fe81.5-xZrxCo2B6(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5)合金显微组织结构和磁性能的影响,用AFM观察了合金条带自由表面的显微结构.结果表明添加Zr元素能显著细化合金的晶粒,从(Nd,Pr)10 5Fe81 5Co2B6合金的～150 nm减小到(Nd,Pr)10.5Fe80Zr1.5Co2B6合金的～50 nm;1%是Zr最佳添加量,低于1%晶粒不够细化,合金的各项磁性能指标均很低,超过1%,富集在晶界处的富Zr晶间相加厚,晶粒间的交换作用和剩磁增强效应减弱,磁体的剩磁Br和最大磁能积(BH)m降低.(Nd,Pr)10.5Fe80.5Zr1Co2B6粘结磁体磁性能最佳Br=0.675 T,Hci=616 kA·m-1,(BH)m=77 kJ·m-3.     

Co含量对FeCoZrB合金热性能、晶化过程及磁性能的影响

采用单辊快淬法制备(Fe1-xCox)76Zr9B15(x=0,0.25,0.5)非晶合金薄带,并对3种合金进行不同温度热处理。利用差热分析仪(DTA)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究3种合金的晶化行为、微观结构和磁性能。结果表明,Fe76Zr9B15、Fe57Co19Zr9B15和Fe38Co38Zr9B15合金的晶化激活能分别为363.50、434.86和536.33 k J/mol。Fe76Zr9B15非晶合金的初始晶化产物为Fe23B6型相和α-Fe相,Fe57Co19Zr9B15非晶合金的初始晶化产物为α-Mn型相和α-Fe(Co)相,Fe38Co38Zr9B15非晶合金的初始晶化产物为α-Fe(Co)相。随着热处理温度的增加,(Fe1-xCox)76Zr9B15(x=0,0.25,0.5)合金的矫顽力随各自晶化产物的不同而发生改变。