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。     

回收制备烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能与耐热性能

以废旧钕铁硼磁体为原料,采用短流程回收制备技术制备了烧结Nd-Fe-B磁体,通过添加镨钕混合稀土研究了磁体的磁性能和耐热性能。结果表明,在回收磁体中添加2%PrNd,制备的烧结Nd-Fe-B磁体的剩磁为1.31T、矫顽力为1 474.86kA/m、磁能积为353.90kJ/m~3。与一次成品相比矫顽力恢复到102%,剩磁恢复到95%,磁能积恢复到90%。在293~393K范围内未掺杂PrNd磁体的矫顽力温度系数为-0.589 9%/K,掺杂2%PrNd磁体的矫顽力温度系数为-0.556 4%/K,提高了磁体在高温下的耐热性能。这是由于添加混合稀土PrNd增强了主相晶粒间的去磁交换耦合作用,提高了主相的磁晶各向异性场,从而提高了磁体的矫顽力和耐热性能。     

回收制备烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能与耐热性能

以废旧钕铁硼磁体为原料,采用短流程回收制备技术制备了烧结Nd-Fe-B磁体,通过添加镨钕混合稀土研究了磁体的磁性能和耐热性能.结果表明,在回收磁体中添加2％ PrNd,制备的烧结Nd-Fe-B磁体的剩磁为1.31T、矫顽力为1 474.86 kA/m、磁能积为353.90 kJ/m3.与一次成品相比矫顽力恢复到102％,剩磁恢复到95％,磁能积恢复到90％.在293～393 K范围内未掺杂PrNd磁体的矫顽力温度系数为-0.589 9％/K,掺杂2％PrNd磁体的矫顽力温度系数为-0.556 4％/K,提高了磁体在高温下的耐热性能.这是由于添加混合稀土PrNd增强了主相晶粒间的去磁交换耦合作用,提高了主相的磁晶各向异性场,从而提高了磁体的矫顽力和耐热性能.     

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.     

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。     

LiF与TbF3二元系晶界扩散改善Nd-Fe-B磁性能研究

采用LiF和TbF_3混合二元系作为扩散源,通过晶界扩散法研究了不同厚度钕铁硼磁体扩散后磁性能变化规律。结果表明,在最优扩散条件下,6 mm磁体的矫顽力从1.05×10~6 A/m提高到1.71×10~6 kA/m,10 mm磁体从1.05×10~6 A/m提高到1.52×10~6 A/m,且退磁曲线仍具有较高的方形度,剩磁与磁能积也没有显著的降低。SEM图像表明,晶界扩散与表面扩散的共同作用,影响重稀土元素Tb和晶界相在磁体内部的分布,从而使磁体的矫顽力获得较大幅度的提升。     

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。     

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。     

高性能Nd-Fe-B复合永磁材料微磁结构与矫顽力机制

概述了近年来有关高性能Nd-Fe-B复合永磁材料矫顽力机制的研究进展,研究了工艺过程对矫顽力的影响机制和所适应的理论模型,重点探讨了双主相合金技术制备的高性能永磁材料的微结构特征与矫顽力的关系,尝试解释了双主相合金技术制备的高性能永磁材料的矫顽力机制 由传统的单合金或双合金工艺制备磁体的矫顽力机制可用发动场理论解释,且与实际相符较好.探讨了热压/热流变磁体各向异性的形成,展示了热退磁过程中烧结和热压/热流变磁体畴结构的演变规律.制备出最大磁能积约为424 kJ/m3的各向异性纳米品Nd-Fe-B磁体,研究表明,各向异性的产生主要源于再结晶过程中晶粒的择优生长和通过边界液相所促进的晶粒滑移和旋转.揭示出高性能各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体的典型磁畴结构是一种交换耦合畴.交换耦合畴的温度依赖关系是影响磁体使用温度的主要因素.     

纳米晶复合Nd9.5Fe76Co5Zr3-xNbxB6.5（x=0～3.0）粘结磁体的磁性能和温度系数的研究

采用熔体快淬法及真空退火工艺制备了Nd9.5Fe76Co5Zr3-xNbxB6.5(x=0～3.0)粘结磁体,研究了其磁性能及温度系数。结果表明,随着Nb含量的增加,合金剩磁逐渐提高,磁能积和矫顽力呈现先增大后减小的趋势。Zr元素与Nb元素复合添加,能够有效地改善矫顽力温度系数β。经最佳条件退火处理后制备的Nd9.5Fe76Co5Zr1.5Nb1.5B6.5的粘结磁体,具有最优的综合磁性能:Br=0.717T,Hcj=773kA/m,(BH)max=82kJ/m3,α20～150℃=-0.111%/℃,β20～150℃=-0.356%/℃。     

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%/℃.     

放电等离子烧结制备块状纳米晶SmCo5烧结磁体

采用放电等离子烧结（SPS）技术制备了致密纳米晶SmCo5烧结磁体，研究了磁体的结构和磁性能。X衍射结果表明，烧结磁体具有CaCu5结构，说明SPS过程可以获得稳定的1：5相。TEM观察显示，磁体由平均晶粒尺寸约为30nm的1：5相构成。室温时磁体的矫顽力高达2208kA/m，而剩磁比高达0，7，说明在纳米晶之间存在强烈的晶间交换耦合作用。烧结磁体具有良好的高温性能，773K时的矫顽力为456kA/m，矫顽力温度系数β为-0．212％/K。     

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.     

混合合金法添加DyH_x对烧结Nd-Fe-B磁体性能和微观结构的影响

以Nd31.5FebalB6.0Co1.2Cu0.04(质量分数,%)为母合金,添加不同含量DyHx粉研究Dy对Nd-Fe-B磁体性能和微观结构的影响。研究发现,Dy未扩散到主相晶粒中,主要分布在晶界相中;Dy使磁体晶粒得到细化、均匀化,异常长大晶粒基本消失,晶粒边界结构得到改善;添加0.5%(质量分数)的DyHx粉可以明显提高磁体矫顽力Hcj,但添加量超过1.0%(质量分数),磁体矫顽力Hcj增幅变小,磁体密度严重下降。     

Nd—Fe—B粘结磁体磁粉制备

本文所介绍的Nd-Fe-B粘结磁体磁粉的制备系采用铸态Nd-Fe-B合金高温氢气爆裂法。氢爆过程由氢化—加温—真空脱氢等步骤组成。加热温度为750～950℃。本方法制备的粘结磁体的内禀矫顽力H_(ci)≥800kA/m;各向同性的最大磁能积(BH)_(max)≥32kJ/m~3。     

Ga对HDDR磁粉热变形磁体磁性能和微观结构的影响

利用HDDR工艺制备出Nd32FebalBGax(x=0.0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%(质量分数))磁粉,并且对HDDR磁粉进行热压/热变形处理制备出全密度各向异性磁体。研究了热变形温度和Ga含量对Nd-Fe-B热变形磁体磁性能的影响,观测了不同Ga含量热变形磁体的微观结构,探讨了微量元素Ga的添加对用HDDR磁粉制备的热变形磁体微观结构和磁性能的影响机制。研究发现,Ga的添加能够明显减小热变形磁体的主相晶粒尺寸,改善磁体的微观织构,并可以同时提高热变形磁体的剩磁和矫顽力。当Ga含量为0.6%(质量分数)时,热变形磁体的磁能积达到最大值228.3kJ/m3。     

高性能三元HDDR NdFeB各向异性材料的制备

对真空HDDR方法制备各向异性NdFeB磁粉的工艺进行了改进，发现通过增加一步缓慢脱氢处理和低温氢气预处理，可使三元NdFeB合金稳定获得较高的综合磁性能。目前在最佳工艺下得到的三元NdFeB各向异性粘结磁体的磁性能为：Br=0.80T,iHc=730kA/m,BHmax=100kJ/m^3。     

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。     

NdH纳米助剂回收制备烧结钕铁硼永磁体的研究

采用NdH纳米掺杂的方法对废旧烧结钕铁硼磁体进行了回收制备。研究了不同NdH纳米粉掺杂量对再制造烧结钕铁硼磁性能的影响。随着NdH纳米粉末掺杂量的增多,烧结磁体矫顽力从926.54 kA/m增加到1 299.87 kA/m;剩磁首先相对稳定在1.296 T,在掺杂量2.0%(质量分数)后,剩磁逐渐下降。与原始磁体相比,2.0%(质量分数)NdH纳米粉掺杂磁体性能最佳,矫顽力回复97.5%,剩磁回复95.9%,磁能积回复89.7%。通过计算,掺杂3.0%(质量分数)NdH纳米粉后,再制造烧结磁体中富钕相体积分数从3.03%增加到5.70%,然而其晶粒尺寸从8.18μm增长至11.68μm。结合微观分析与磁性能,2.0%(质量分数)NdH纳米粉掺杂磁体性能最好。