Nd2Fe14B／α—Fe双相纳米永磁合金的X射线无标定量相分析

通过确定Nd2F314B中各原子的坐标,进而采用计算K值直接对比法,建立了对Nd2Fe14B/α-Fe双相永磁合金的相含量分析计算程序,对X射线衍射积分强度进行织构修正后,即可由程序计算出不同淬速下制备的Nd2Fe14B/α-Fe双相永磁合金中各相的体积含量。     

Nd2Fe14B/a-Fe双相纳米永磁合金的X射线无标定量相分析

通过确定Nd2Fe14B中各原子的坐标,进而采用计算K值直接对比法,建立了对Nd2Fe14B/a-Fe双相永磁合金的相含量分析计算程序.对X射线衍射积分强度进行织构修正后,即可由程序计算出不同淬速下制备的Nd2Fe14B/a-Fe双相永磁合金中各相的体积含量.     

添加Gd对快淬Nd_(2.28)Fe_(13.58)B_(1.14)薄带磁性能的影响

以Nd_2Fe_(14)B为基底的稀土永磁材料具有优异的磁性能,其在工业上得到了广泛应用。研究了用稀土Gd部分取代Nd对快淬Nd_(2.28)Fe_(13.58)B_(1.14)薄带磁性能的影响。结果表明:快淬薄带主要由RE_2Fe_(14)B相组成,同时还有少量的α-Fe相,且磁体的矫顽力随着Gd含量的增加而减小,居里温度(T_c)随着Gd含量的增加而升高,说明Gd元素的添加可提高Nd_2Fe_(14)B磁体的热稳定性。这些研究将有助于RE_2Fe_(14)B永磁体的成分设计和制造。     

氢作用下Nd14Fe73Co6B7的相转变

利用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电镜及磁测量技术观察和分析了Nd_(14)Fe_(73)Co_6B_7合金于770℃吸氢后相结构组成与变化发现铸锭中的Nd_2Fe_(14)B基体吸氢后分解成约为0.1μm的NdH_2,α-Fe和Fe_2B三相混合物,脱氢后重新结合的Nd_2Fe_(14)B相尺寸约为0.3μm;铸锭中分布在基体相周围的富Nd边界相在吸氢时扩散入Nd_2Fe_(14)B基体,在脱氢过程中保留下来,均匀地分布在由若干Nd_2Fe_(14)B细小晶粒组成的晶粒团周围     

MOSSBAUER STUDIES OF Nd-Fe-B ALLOYS

对Nd_(15)Fe_(85-x)B_x(x=0-8)合金作了Mossbauer分析及磁测量,探讨了硼含量对结构的影响。 对于最佳磁性能的Nd_(15)Fe_(77)B_8合金,其Mossbauer谱可分解为6套铁磁亚谱和一套顺磁亚谱,分别对应于Nd_2Fe_(14)B四方相和富Nd相,并估计有6％的Fe原子处于富Nd相中。     

Nd-Fe-B永磁材料的Mossbauer研究

对Nd_(15)Fe_(85-x)B_x(x=0-8)合金作了Mossbauer分析及磁测量,探讨了硼含量对结构的影响。对于最佳磁性能的Nd_(15)Fe_(77)B_8合金,其Mossbauer谱可分解为6套铁磁亚谱和一套顺磁亚谱,分别对应于Nd_2Fe_(14)B四方相和富Nd相,并估计有6％的Fe原子处于富Nd相中。     

Alnico合金添加量对Nd-Fe-B薄带磁体的微结构和磁性能的影响

在Nd_2Fe_(14)B合金中添加具有调幅分解能力的Alnico合金,采用熔体快淬法在40m/s的快淬速度下制备出名义成分为Nd_2Fe_(14)B+x%Alnico(x=0,3,5)的薄带磁体,探究多元复合添加Alnico合金组成元素对薄带磁体的微结构和磁性能的影响。试验结果表明:在薄带磁体中形成了由硬磁性相Nd2Fe14B、软磁性相Fe7Co3、弱磁性或非磁性相Al_3Ni和Al_(13)Co_4以及部分非晶相组成的合金体系,在x=3时获得了最佳的综合磁性能:Hc=665kA/m,Br=0.58T,Br/Bs=0.60。     

烧结NdFeB永磁合金的边界显微结构与磁硬化SCIEI

用TEM观察了烧结NdFeB永磁合金的内边界显微结构,发现该合金存在4种类型的边界。回火前后前三类边界的形貌没有变化,而第4类边界的显微结构发生了显著的变化。用SAED和AES分析了第4类边界的成分与结构,该边界由两个区域组成,即富Nd相区和Nd_2Fe_(14)B晶粒的外延层。回火时,由于原子的扩散和物质迁移,Nd_2Fe_(14)B晶粒的外延层发生了磁硬化,因而合金的矫顽力得到提高。     

Ce掺杂Nd-Fe-B永磁合金的结构及磁性能研究

通过电弧熔炼和熔体快淬技术制备了具有不同Ce含量的(Nd_(1-x)Ce_x)_2Fe_(14)B系列合金薄带,研究发现,薄带主要由Re_2Fe_(14)B主相和一定量的α-Fe相组成。不同的甩带速度对样品的磁性能影响显著,其中甩带速度为30 m/s所制备薄带的磁性能最佳。随着Ce含量的增加,薄带的磁性能整体呈下降趋势,矫顽力从x=0时的800 kA/m下降到x=0.5时的413 kA/m。但在x=0.2时,矫顽力可达594 kA/m,呈现反常增加现象,这与物质稀释定律相反,这可能归因于Ce混合价态所导致的相分离。x=0.25时,相比未添加Ce的样品,最大磁能积几乎没有下降,这表明Ce在稀土永磁中应用潜力巨大。     

NdFeB永磁材料氧化行为的研究SCIEI

用透射电镜、Auger能谱,X射线和Mossbauer等方法研究了烧结NdFeB永磁材料在90℃潮湿空气中的氧化行为。结果表明,黑色氧化组织先在富Nd晶界相处形成。沿晶界深入和扩展进入基体相Nd_2Fe_(14)B晶粒,形成表面氧化层。黑色组织内富O和Nd而贫Fe。经500h氧化后,粉末组成仍以Nd_2Fe_(14)B粒子为主,余为Fe_3O_4,Nd_2O_3和少量a-Fe_2O_3,立方Fe_2O_3。经氧化的Nd_2Fe_(14)B相四方晶格内Fe原子分布发生变化,c晶位Fe原子大部分逸失,这是氧化导致材料磁化强度降低的重要原因。     

熔体温度对快淬法制备纳米晶复合Nd_(8.5)Fe_(77)Co_5Zr_3B_(6.5)合金微观结构和磁性能的影响

将Nd_(8.5)Fe_(77)Co_5Zr_3B_(6.5)(at%)合金熔化至不同温度后,以18 m/s的甩带速度快淬,对淬态条带进行了退火处理,分析了其微观结构和磁性能的变化。结果表明,熔体温度对淬态及其退火态合金的微观结构和磁性能可以产生重要影响,熔体温度为1210℃时制备的快淬条带由Nd_2Fe_(14)B相和部分非晶相组成,具有一定的硬磁性;随着快淬时熔体温度的升高,淬态条带中非晶相的质量分数逐渐增加,其磁性逐渐转变为软磁性。几种合金经退火处理后均由大量Nd_2Fe_(14)B相与少量软磁相组成,熔体温度较低的合金退火后其晶粒尺寸较小,磁性能较好。熔体温度为1210℃时制备的合金退火后磁性能最佳,内禀矫顽力Hci为559.2 kA/m,剩余磁化强度Br为0.98 T,最大磁能积(BH)_(max)为127.8 kJ/m~3。     

添加Sm对快淬Nd_2Fe_(14)B薄带磁性能的影响

研究了快淬Nd_(12-x)Sm_xFe_(84)B_6(x=0~12)薄带的磁性能。结果表明:快淬速度为30 m/s,矫顽力和磁化强度都随Sm含量的增加而减少。剩磁比随Sm含量的增加呈现先降后升再降的趋势。由于Sm_2Fe_(14)B的磁晶各向异性低于Nd_2Fe_(14)B,随Sm替代量的增加,Nd_(12-x)Sm_xFe_(84)B_6合金的磁晶各向异性逐渐降低,导致矫顽力逐渐减少。     

Nd-Fe-B三元系相图的研究 Ⅱ.过Nd_2Fe_(14)B点的等硼和等Nd垂直剖面相图

根据差热分析测量的相变点和铸态样品的金相观察及微区成分分析,绘制了通过Nd_2Fe_(14)B正分点的等硼(B=5.88at.-%,Nd≤45.41at.-%)与等钕(Nd_2Fe_(14)B-Nd_(1.1)Fe_4B_4)两个三元垂直剖面相图。证明合金液相冷却时,四方结构的Nd_2Fe_(14)B和Nd_(1.1)Fe_4B_4是经包晶反应析出的,而不是固液同成分析出。     

包晶Nd-Fe-B合金定向凝固与形核有关的组织选择

对Nd_(14)Fe_(79)B_7合金进行了定向凝固试验与形核有关的凝固组织形成研究.发现凝固速率为200和500μm/s试样中局部区域有粗大等轴Fe枝晶形成;并且在凝固速率500 μm/s的试样中存在α-Fe枝晶与Nd_2Fe_(14)B枝晶交替生长的带状组织.分析表明,当凝固速率为200μm/s时,定向生长的Fe枝晶界面前沿液相中的温度分布相对于γ-Fe平衡液相线是过冷的;当凝固速率为500μm/s时,Fe枝晶生长界面前沿相对于γ-Fe和Nd_2Fe_(14)B平衡液相线均会产生过冷.理论分析可以解释定向凝固试样中等轴晶和枝晶带状组织的形成.     

Nd2Fe14B/α-Fe永磁材料中软磁相晶粒尺寸及其含量的确定

在前人对Nd₂Fe₁₄B/α-Fe永磁材料中软磁相晶粒尺寸及其含量的实验结果和分析的基础上,通过建立简单模型进一步证明并相对精确的计算了双相纳米复合永磁材料中软磁相晶粒尺寸及软磁相的含量范围。综合分析得出Nd₂Fe₁₄B/α-Fe永磁材料获得最优磁性能时的软磁相尺寸~8nm,软磁相含量~40%。该数据为FePt / Fe₃O₄和Sm₂Fe₁₇N₃/α-Fe等其它双相纳米复合永磁材料最有磁性能对晶粒尺寸及其含量的要求在理论上奠定了基础。     

Nd_(90)Al_(10)晶界调控对晶界扩散磁体磁性能和微观结构的影响EI北大核心CSCD

采用添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金调控制备了扩散用烧结Nd_2Fe_(14)B磁体,并采用Tb晶界扩散制备了相应的扩散磁体,分析了扩散磁体的晶界结构和成分对磁体矫顽力的影响。结果表明,添加质量分数为0.5%的Nd_(90)Al_(10)合金调控后,晶界扩散(GBD)后磁体的矫顽力提高到1439 kA/m,相对于未晶界调控的扩散磁体增加了530 kA/m。添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金不会影响GBD前磁体的Curie温度,但降低了磁体的低温相变温度。GBD后磁体Tb取代晶格中的Nd引起Nd_2Fe_(14)B相的晶格常数减小,从而使XRD谱中衍射峰位右移。经Nd_(90)Al_(10)调控后的扩散磁体表面处的主相晶粒的富Tb壳清晰可见。从距离磁体表面20μm增加到100μm时,富Tb壳层仍清晰可见。当深度继续增加到500μm时,经Nd_(90)Al_(10)调控后的扩散磁体晶粒周围都有连续晶界相。经晶界调控的扩散磁体可见衬度明显的富Tb壳层,形成了非晶的富Nd相,增强了两两主相晶粒间的去磁耦合能力。Nd在富Nd相中心区域出现峰值,更多的富Nd相在晶界扩散过程中作为Tb向磁体内扩散的通道,Tb原子在富Nd相的浓度高达约35%,其扩散深度和使用效率明显提升。     

纳米晶复合Nd_(9.5)Fe_(79-x)Co_5Nb_xB_(6.5)(x=0,1,2,3)永磁合金的微结构和磁性能

利用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、透射电子显微镜(TEM)和三维原子探针(3DAP)等研究了Nb元素对纳米晶复合Nd_(9.5)Fe_(79-x)Co_5Nb_xB_(6.5)(x=0,1,2,3)永磁合金微结构和磁性能的影响。结果表明,随着Nb元素的增加,合金的剩磁J _r首先增加,在Nb含量为1 at%时达到最大值0.94 T,继续增加Nb元素后,合金的剩磁开始下降;矫顽力_i H_c则随着Nb元素的增加逐步增加,当Nb含量超过2 at%后,增加幅度变缓;合金的最大磁能积(BH)_(max)随着Nb元素的增加先增加后降低,纳米晶复合Nd_(9.5)Fe_(79-x)Co_5Nb_xB_(6.5)合金具有最优的综合磁性能,即J_r=0.91 T,_i H_c=663k A/m,(BH)_(max)=120 k J/m~3。Nb元素在合金的晶化过程中富集于晶间形成Nb Fe B相,有利于细化晶粒尺寸,从而提高合金的磁性能。     

快淬速度对纳米晶复合Nd_(8.5)Dy_1Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)永磁材料磁性能和微观结构的影响

采用熔体快淬和随后的退火处理制备了Nd_(8.5)Dy_1Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)纳米晶复合永磁合金,研究了快淬速度对合金磁性能和微观结构的影响。随着快淬速度的增加,合金的磁性能呈现先升高再下降的趋势,当快淬速度为15 m/s时,合金有最佳的磁性能,B_r=0.70 T,H_(cj)=706.05 kA/m,(BH)_(max)=74.54 kJ/m~3。透射电镜的分析结果表明:合金的晶粒分布均匀,晶粒尺寸约为20 nm。三维原子探针的结果显示Zr元素在硬磁相Nd_2Fe_(14)B的晶界处富集,起到了抑制晶粒长大、细化晶粒的作用,从而提高了材料的磁性能。     

TRANSFORMATION OF Nd_(14)Fe_(73)Co_6B_7 ALLOY UNDER HYDROGEN TREATMENT

The phase constitution and variation of Nd_(14)Fe_(73)Co_6B_7 alloy after hydriding and subsequentdehydriding treatment at 770℃ have been investigated respectively by means of X-raydiffraction,SEM,TEM and magnetic measurement techniques.The original coarse,as castgrain structure,is dissolved into α-Fe,Nd hydride and Fe_2B mixture with average dimensionof 0.1 μm,during hydriding process,and subsequently the triphase mixture recombined intofinely unique Nd_2Fe_(14)B phase with dimension of 0.3 μm by desorbing the hydrogen.It wasfound that the Nd-rich phase distributed at the boundary of as-cast grain structure diffusedinto matrix Nd_2Fe_(14)B grain during hydriding.It remains during dehydriding and distributehomogeneously around some colonies composed of fine grains of Nd_2Fe_(14)B.     

非晶合金Fe_(80-x)Cu_xSi_5B_(15)和(Fe_(1-y)Co_y)_(82)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)的晶化行为

用X射线衍射、吸收和内转换电子发射Mossbauer谱技术,研究了Fe_(80-x)Cu_xSi_5B_(15)和(Fe_(1-y)Co_y)_(82)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)两系列非晶合金的晶化行为.单辊急冷法制备的非晶带,晶化首先从贴辊面开始,晶化产物为α-Fe相.在Fe_(80)Si_5B_(15)非晶合金中以少量Cu替代Fe可以提高晶化温度.我们的结果表明,过渡金属的含量超过80at.-%,如增加到82at.-%,晶化温度就明显降低.所研究两系列含Si的铁基非晶合金在400—450℃范围内退火2h,都出现α-Fe,Fe_3B和Fe_2B三种晶态相共存状态.退火温度再升高,亚稳相Fe_3B逐渐转变为Fe_2B和α-Fe.