添加低熔点Nd-Cu合金对纳米晶热压Nd-Fe-B磁体的影响

采用钕铁硼快淬磁粉和低熔点Nd-Cu合金混粉热压/热流变的方法,制备出的各向异性磁体矫顽力从747kA/m提高到1 280kA/m。XRD图谱表明样品取向度随合金添加量增大逐渐减小。通过SEM和TEM图片发现添加的Nd-Cu主要分散在晶界中,使得平均晶粒尺寸减小,各向异性热流变磁体晶界变厚,静磁耦合作用减弱,矫顽力得到明显提升。     

稀土永磁材料的技术进步和产业发展

近年来,烧结钕铁硼生产技术一直在不断进步,晶界扩散、晶界调控等工艺被普遍采用,晶粒细化技术正在推进;靶式气流磨在生产中开始使用,自动成形、自动检测和自动充磁等也有很大提高。随着烧结钕铁硼在高性能电机中日益广泛的应用,高磁能积且高工作温度磁体成为研发的核心目标,成果显著。为了促进稀土元素平衡利用、降低磁体成本,高丰度稀土烧结磁体研发也取得重大突破。粘结磁体方面,国产各向同性快淬钕铁硼磁粉的产量增长迅速,钐铁氮磁粉量产也初具规模,各向异性HDDR钕铁硼磁粉已可批量生产,各向异性粘结磁体正在开发之中。自本世纪以来,全球钕铁硼产业在中国的带动下持续放量增长。2002-2017十五年期间,我国和全球烧结钕铁硼产量的年平均增长率分别为17.8%和14.5%,粘结钕铁硼产量的年平均增长率分别为10. 1%和5.6%。2017年,全球稀土永磁材料的成品产量为13. 1万吨,其中烧结钕铁硼磁体占91. 4%,粘结钕铁硼磁体占6. 7%,热压/热变形钕铁硼磁体占0.6%,烧结钐钴磁体仅占1.3%。     

磁粉粒度对2:17型Sm-Co烧结磁体性能及微结构的影响

通过粉末冶金工艺制备了高剩磁2:17型Sm-Co永磁材料,系统地研究了磁粉平均粒度对磁体性能和微结构的影响。随着球磨时间的延长,磁粉的平均粒度D由6.2μm逐渐减小到4.3μm,烧结磁体的平均晶粒尺寸从约80μm减小到约30μm,磁体中的氧含量明显增加。当D在5.0～6.0μm范围时,烧结磁体的综合性能较好,特别是在D=5.7μm时,磁体具有最佳的磁性能:Br=1.16T,Hcj>2069.6kA/m和(BH)m=231.6kJ/m3。     

HDDR各向异性NdFeB温压混炼过程

研究了在HDDR各向异性NdFeB粘结磁体温压成形过程中粘结剂和润滑剂的添加量以及二者同磁粉的混炼工艺对磁体磁性能及机械强度的影响。利用B－H回线仪和扫描电子显微镜对磁体的磁特性和显微组织结构进行了分析测试，同时测试了不同工艺条件下处理的磁体的机械强度。结果表明，粘结剂的适量添加能够保证磁体同时具有较好的磁性能和机械强度。润滑剂的加入既降低了磁粉之间的摩擦力，又减小了磁粉在压制过程中的损伤度，从而使粘结磁体获得良好的磁粉填充率、磁取向度和磁性能。而粘结剂和润滑剂与磁粉之间的混炼方式决定了磁体中粘结剂的结合效果，从而决定了磁体最终的机械强度。采用合理的混炼工艺，可以使粘结磁体同时获得最佳的磁性能和机械强度。     

高性能各向同性及各向异性Nd-Fe-B/Fe复合磁体的制备

采用将Nd-Fe-B磁粉与Fe粉混合的方法,并结合真空感应热压烧结技术制得高性能的各向同性及各向异性复合磁体。研究了Fe粉含量对热压磁体磁性能的影响,以及温度和压力对磁体致密度和磁性能的影响。结果表明,适量的Fe粉添加(3%,质量分数)可提高热压磁体磁性能;升高温度或提高压力均可大幅提高磁体致密度,但过高的烧结温度使晶粒快速长大,恶化磁体磁性能,而温度过低磁体难易全致密化。在最佳热压温度及压力下制备的热压磁体具有最佳的磁性能:Br=0.852T,Hcj=798kA/m,(BH)m=131.5kJ/m3,磁体密度达7.72g/cm3;热变形后,最大磁能积达331kJ/m3。     

HDDR各向异性钕铁硼磁粉研究及应用进展

吸氢-歧化-脱氢-再复合工艺(HDDR)是生产各向异性钕铁硼磁粉的有效方法,其制备的各向异性粘结磁体性能高,重量轻,在提高微特电机功效、减轻重量等方面发挥着重要作用,目前在汽车、无人机等领域已产业化应用。为了提高磁粉性能,科研人员仍不断探究HDDR工艺与各向异性机理,采用晶界扩散法优化磁粉晶界结构,提高磁粉矫顽力与温度稳定性,同时将上述成果应用到废旧烧结钕铁硼回收中,节约稀土资源。HDDR各向异性磁粉性能显著高于各向同性磁粉的,但形变塑性次之,研究者试图将其作为热变形磁体前驱原材料,进一步提升热变形磁体性能。HDDR工艺细化晶粒的效果为提高烧结钕铁硼矫顽力提供了一条新的研究途径,但目前还未获得理想的成果。本研究主要介绍近年来HDDR工艺与机理的发展以及其在稀土磁体回收、热变形磁体、烧结磁体等方面的应用情况。     

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。     

喷雾干燥造粒粉末在脉冲磁场中成形的NdFeB系烧结磁体的磁性能

为了提高烧结磁体的尺寸精度,采用喷雾造粒技术得到流动性好的优质粉末.但用这种造粒粉末在磁场中成形时,其磁体的磁场取向性比用未造粒的原始微粉末要低得多.这是由于造粒粉末中的原始粒子的c轴(易磁化轴)是随机方向,要制取各向异性的永久磁体,就必须把造粒粉末碎化为原始粒子,使之有序取向.但在造粒时,由于添加的粘结剂的作用,粒子间有结合力,阻碍了这些粒子的磁场取向.为此,日本住友金属公司电子工程实验室的芳久岸本等人采用了施加脉冲磁场的方法,使粒子碎化并有序取向,并且详细探讨了脉冲磁场的施加方式等与所得烧结永久磁体性能的关系.     

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.     

SC铸片微结构对烧结NdFeB结构与磁性能的影响

研究了铸片工艺SC(StripCasting)制备的合金铸片的微结构对烧结钕铁硼磁体微结构与磁性能的影响。结果表明:冷却速度过高时铸片厚度变薄,同时在急冷面产生细小的等轴晶,使烧结磁体容易出现固固烧结现象和主相晶粒的反常长大,降低了磁体的永磁性能;采用合适的冷却速度制备的铸片几乎全部由厚度3～5μm片状晶组成,且被富钕相薄层均匀隔开,采用该类铸片可以获得高永磁性能的烧结磁体,其永磁性能达到:Br=1.44T,jHc=877KA/m,(BH)max=398kJ/m3(50MGOe)。     

高性能的尼龙1010 粘结NdFeB 永磁材料的制备

研究热塑性树脂尼龙1010 作粘结剂制备高密度粘结N dFeB 永磁材料的工艺及其对粘结 永磁性能的影响。结果表明: 快淬N dFeB 磁粉的表面状态、混炼工艺及热压成型温度、压力及时间 明显影响着尼龙1010 粘结N dFeB 永磁的性能。只有经抗氧化处理的快淬N dFeB 永磁粉, 在双辊 混炼机上, 当尼龙1010 处于半熔融状态时, 在适当短的时间混合均匀后, 才可热压制成高密度的 粘结N dFeB 永磁材料。      

Intergrain Interaction, Coercivity and Henkel Plot for NdFeB Magnets

For both sintered and nanocomposite NdFeB magnets, deltaM(H) of the Henkel plot increases from zero, and reaches a peak, then decreases and changes to the negative values with increasing applied field. This shows that the intergrain interaction changes from the exchange-coup ling type into the magnetostatic interaction type. The magnetic field corresponding to the peak of deltaM(H) is slightly smaller than the coercivity of magnet. The peak of deltaM(H) for aligned sintered magnet is greater than that for misaligned magnet. deltaM(H) peak of the nanocomposite NdFeB magnets increases with decreasing grain sizes. It indicates that the effect of alignment field on the properties of magnet is similar to that of exchange-coupling interaction.     

Measurement of flowability of lubricated powders by the vibrating tube method

Background: The evaluation of lubricity or flowability of pharmaceutical powders is important for consistent production and quality control of drug products. However, there have been only a few studies on quantitative measurements of the properties of lubricated powders.

Method: Magnesium stearate (MgSt) and sodium stearyl fumarate (SSF) were used as lubricants. Lubricated powders were prepared by adding lubricants to spray-dried lactose under different conditions. To evaluate flowability, the vibrating tube method was used. In this method, the vibration amplitude of the tube is increased at a constant rate, and the mass of the powder discharged from the tube is recorded. Flowability profiles, i.e. the relationships between the mass flow rate and vibration acceleration, were obtained experimentally. To characterize static and dynamic friction properties of powders, critical vibration acceleration required to make powder particles flow and the average mass flow rate were determined.

Results: Addition of 0.5% MgSt was sufficient for the reduction of static friction between particles. Blending time of the lubricants had little effect on the average mass flow rate of lubricated powders. On the other hand, addition of SSF resulted in an increase in static friction at the beginning of blending, and after a certain blending time, flowability improved. The combination of MgSt and SSF improved both static and dynamic friction properties irrespective of the blending time.

Conclusion: The vibrating tube method can be used to evaluate the flowability properties of lubricated powders, and the experimental results provide useful information on the production of pharmaceutical solid dosage forms.     

粘结NdFeB磁体的制备工艺

利用NdFeB 磁粉、聚酰亚胺制备了粘结NdFeB 磁体。研究了磁粉粒度、偶联剂用量、粘结剂用量、成型压力和粘结剂性能对粘结磁体磁性能及力学性能的影响。实验结果表明,合理的粒度配比(粗∶细为33∶67) 、偶联剂用量(磁粉0. 9 %) 、粘结剂用量(磁粉3. 2 %) 、合适的压力(600 MPa) 以及以聚酰亚胺作为粘结剂,可以获得具有较好磁性能和力学性能的粘结NdFeB 磁体。      

粘结剂对注射成型钕铁硼粘结磁体性能的影响

为了制备出高性价比的注射成型粘结钕铁硼永磁材料,系统地研究了粘结剂对注射成型磁体的加工性能、磁性能和力学性能等的影响。用国产的快淬钕铁硼磁粉和尼龙6粘结剂制备出了磁性能为Br:0．5158T,Hcb：321kA／m,Hcj：730kA／m,(BH)m：40kJ／m^3的注射钕铁硼磁体。     

磁性高分子粘结钕铁硼的性能

研究了二茂金属高分子铁磁粉(O PM ) 与快淬钕铁硼磁粉复合制成的一种新的粘结永磁复合材料的性能, 并与非磁性高分子粘结钕铁硼的性能进行了比较。结果表明, 磁性高分子的含量降低, 磁性高分子粘结钕铁硼永磁材料的最大磁能积(BH )_m、剩磁B_r、矫顽力Hb_c升高, 内禀矫力H j_c略为下降; 但在含相同体积分数磁粉情况下, 磁性高分子粘结N dFeB 的磁性能比非磁性的高分子粘结N dFeB 的磁性能高, 其温度稳定性也几乎相同。      

4种涂层对NdFeB磁体耐腐蚀性能和磁性能的影响

NdFeB耐蚀性能差,对其实施涂层保护可以提高其耐蚀性能,但又影响到磁性能.对比研究了Ni,Zn,环氧树脂,PARYLENE-C涂层对NdFeB磁体在3种溶液中对磁性能的影响.结果表明:在酸、碱、盐环境中,高分子材料涂层对磁体的保护效果最好,环氧树脂涂层相对差些,Ni涂层次之,Zn涂层最差;Ni涂层和Zn涂层对样品的磁性能影响不大,但环氧树脂涂层使其BHmax减少了12.66 kJ/m3;高分子材料涂层使其BHmax减少了31.68 kJ/m3,且使Hcj增加了41.38 kA/m.因此,为保证其性能和正常使用,应根据不同的使用环境来选择适当的涂层.     

粉末冶金难变形材料热静液挤压技术进展

综述了热静液挤压技术在烧结态粉末冶金难变形材料挤压成形与粉末体高致密化固结方面的研究进展。简述了热静液挤压工艺原理、工艺特点与适用范围,分析了热静液挤压润滑层形成的影响因素,介绍了热静液挤压润滑介质研制和热静液挤压技术在粉末冶金高比重钨合金、γ-TiAl基合金材料的挤压成形以及纳米晶铝合金、弥散强化铜合金、NdFeB永磁合金等金属粉末体材料的高致密化固结成形方面的应用,指出了热静液挤压工艺的技术优势与发展前景。     

Microstructure and Magnetic Properties of Bulk FeCo Alloys Fabricated from Mechanically Alloying and Chemically Synthesized Powders

Three different methods of fabrication of FeCo soft magnetic material using ferromagnetic powders are compared: (i) simple sintering of elemental powders of Fe and Co, (ii) sintering of mechanically alloying FeCo powder, and (iii) sintering of chemically synthesized FeCo powder. The microstructure of ferromagnetic powders and bulk sintered alloys is characterized using scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy analysis. The best magnetic properties with high saturation magnetization, M _s = 211.3 emu/g, are obtained for bulk FeCo alloy sintered from chemically synthesized powder. It consists of nearly spherical FeCo particles with diameters from 5 to 15 μ m. The mean particle size of chemically synthesized FeCo powder can be controlled by changing the melt composition, temperature, and process duration. The relatively large size of FeCo particles reduces the influence of surface oxidation on the particle magnetic properties. The low-cost chemical technology developed is promising for a large-scale production of small FeCo magnetic components of arbitrary shapes with high-dimensional precision.