决定烧结NdFeB系永磁体矫顽力大小的因素

1前言提高烧结钕铁硼永磁体的磁性能，改善其使用性能，一直是磁性材料研究者和制造者追求的目标。关于高磁能积磁体的研究较多，也得到了某些应用，提高矫顽力方面的研究也不少，但研究进展缓慢。决定矫顽力大小的因素及其形成机理比较复杂，目前公认的说法有形核机理和钉扎机理，其中形核机理较好地解释了烧结NdFeB磁体。决定烧结NdFeB系永磁体矫顽力的因素有磁晶晶粒各向异性场、散磁场、边界显微结构、晶粒大小和晶粒错取向。提高矫顽力不仅可以提高其退磁能力，还可以提高其温度稳定性，降低磁通不可逆损失和矫顽力温度系数。2形核…     

不同钕铁硼磁体对兆瓦级风力发电机空载磁路的影响

本文研究了不同SH标号NdFeB永磁体对一种兆瓦级风力发电机空载性能的影响。在不改变发电机结构尺寸的情况下,气隙磁密、定子齿磁密和定子轭磁密随磁体SH标号的增高而线性增加,但增加的幅度小于剩磁增加的幅度;工作点数值虽有极微小增加,但基本保持不变;同时输出电压随着磁体SH标号的增高而增加。若通过改变永磁体的用量达到输出电压为额定电压的目的,高标号永磁体的用量体积随之减少。     

液相烧结RCo_5永磁体中矫顽力的分布

研究了重复退火温度对SmCo_5和PrCo_5液相烧结永磁体磁硬性的影响。退磁剩磁曲线及矫顽力分布曲线表明,二者分别在750℃和600℃重复退火,磁硬性急剧恶化。在900℃重复退火时,两个磁体的分布曲线上在低场区已出现新的小峰,而且在高温再退火,小峰消失。推断,磁体的磁硬性恶化可能与磁体母相的相分解有联系。     

烧结(Nd,Tb)-Fe-B磁体的元素扩散、反磁化和矫顽力

采用双合金法将两种粉末混合制备烧结永磁体可提高磁体磁性能;但在烧结过程中两种粉末之间存在元素扩散,元素扩散对磁性能的影响程度需要进一步研究。本文将Nd13Fe81B6和TbHx粉末混合制备烧结磁体,Nd13Fe81B6磁体矫顽力为4.5 kOe。当TbHx混合量为3 wt.%,烧结磁体的矫顽力增加至20.0 kOe。通过热激活研究认为,磁畴壁的形核是反磁化需要经过的过程。由于热力学的原因Tb元素更容易扩散进入Nd2Fe14B主相而不是富集在晶间富稀土相。Tb元素进入主相替代Nd可形成具有更高各向异性场的(Nd,Tb)-Fe-B表层,在反磁化过程中晶粒表层磁畴壁的形核场会增加,因此矫顽力增加程度显著。但是,TbHx混合量超过5 wt.%,矫顽力增加幅度降低。对于TbHx混合量7 wt.%的磁体,元素分布显示在主相晶粒内部贫Tb区域明显增少,证实在烧结过程中更多Tb原子从晶粒表层扩散入晶粒内部,这样晶粒表层反磁化形核场的提高程度会减弱,因而磁体矫顽力增加幅度降低。本研究说明要提高双合金Nd-Fe-B磁体磁性能需进一步控制元素扩散并优化磁体的元素分布。     

元素扩散对烧结(Nd,Tb)-Fe-B磁体反磁化和矫顽力的影响

采用双合金法,即将2种粉末混合压制成型制备烧结永磁体可提高磁体磁性能。本实验将Nd_(13)Fe_(81)B_6和TbHx粉末混合制成烧结磁体,研究Tb元素扩散分布以及其对磁性能的影响。Nd_(13)Fe_(81)B_6磁体矫顽力为358.2 kA/m,当TbHx混合量为3%(质量分数,下同)时,烧结磁体的矫顽力增加至1592 kA/m。扫描电镜和元素面分布谱表明,Tb元素更容易扩散进入Nd_2Fe_(14)B主相而不是富集在晶间富稀土相。Tb元素进入主相会替代Nd形成具有更高各向异性场的(Nd, Tb)-Fe-B表层,这样在反磁化过程中晶粒表层磁畴壁的形核场会增加,因此矫顽力增加程度显著。但是,TbHx混合量超过5%时,磁体中更多Tb原子从晶粒表层扩散入Nd2Fe14B相晶粒内部,这样晶粒表层反磁化形核场的提高程度会减弱,因而磁体矫顽力增加幅度降低。本研究说明要进一步提高双合金Nd-Fe-B磁体磁性能需控制元素扩散并优化磁体的元素分布。     

NdDyFeAlCuB合金的显微结构和磁性能的研究

按照传统烧结Nd-Fe-B永磁体的工艺制得合金Nd33.5Dy1.0Fe63.8Al0.5Cu0.1B1.1,研究了稀土元素Dy以及Al和Cu的添加对永磁体的显微结构及磁性能的影响。结果显示：稀土元素Dy以及Al和Cu能有效的细化晶粒并提高其矫顽力;此外,合理的Dy、Al和Cu含量能获得方形度较好的退磁曲线以及综合磁性能比较好的烧结NdFeB磁体。采用磁力显微镜（MFM）扫描烧结NdFeB试样以表征其表面畴结构,发现Nd2Fe14B的平均晶粒尺寸明显大于磁衬度,这是由于在热退磁状态下,大多数烧结NdFeB磁体的Nd2Fe14B晶粒都是多畴结构。     

烧结Nd-Fe-B磁体充磁特性研究

针对稀土永磁电机装配对Nd-Fe-B不饱和充磁的技术需求,分析了磁体的取向度、微观组织结构等对磁体充磁特性的影响。提高烧结Nd-Fe-B磁体的取向度,消除大尺寸晶粒、提高富稀土晶界相分布的均匀性可以有效提高磁体不饱和充磁状态下的磁通密度。通过调整粉末粒度分布、降低晶粒尺寸、改善富稀土相分布使磁体平均晶粒尺寸由4.43μm降低到2.70μm,磁体退磁曲线的方形度由95.3%提高到96.2%,磁瓦不饱和充磁后的磁通值可以达到饱和充磁的95%以上,满足电机装配充磁要求。     

吸氢对钕铁硼永磁体磁特性和镀层结合强度的影响

烧结钕铁硼永磁舍金具有吸氢的性质.磁体吸氢后,其磁特性和镀层结合强度都会明显降低,甚至会失去使用功能.磁体在电镀前处理过程中以及在电镀或化学镀等过程中须注意避氢.分析了磁体吸氢和析氢的过程与机理,提出了避氢的措施.实施结果表明:镀层结合强度明显提高,而且磁体表磁力或磁通量未见异常降低.     

添加Nb对Nd—Fe—B磁体温度稳定性的影响

对Nd15.15Fe78.11-xNbxB6.74(x=0,0.21,0.42,0.72,1.08,1.44)永磁体的温度特性和显微组织及两者之间的关系进行了研究，结果表明：Nb可以显著降低磁体的磙这不可逆损失，但对磁体磁通可逆部分几乎没有影响，Nb对Nd-Fe-B磁体中的作用是使晶粒均匀化，规则化，导致晶粒表面层厚度r0大幅度变薄，晶粒表面的最小形核场H11和Bloch壁的挣脱钉扎场HN增大，因而使磁体的不可逆损失降低，温度稳定性和使用温度提高。     

磁粉与注射成形粘结剂混合后的取向成形新技术

当前已能大量生产各向异性永磁体 ,一般的制造工艺是将粉碎的磁晶各向异性Ｎｄ Ｆｅ Ｂ或铁氧体等磁性粉末用磁场取向压力机进行取向时成形。这样制造磁体的工艺 ,所制得的永磁体的取向度Ｂｒ/Ｊｓ 很好 ,但需把金属模具配置于磁极之间 ,所以可制造的磁体形状和磁场强度受到很大限制。因此试验研究了利用注射成形粘结剂同永磁粉末混合后进行取向成形的永磁体。实验用的磁性粉末是粘结磁体用的平均粒径为0 75 μｍ的锶铁氧体磁粉 ,磁粉与注射成形 (ＭＩＭ )粘结剂的混合比例为 90 %∶10 % (质量比 )。所用ＭＩＭ粘结剂是由乙烯基聚合物、甲…     

温度系数低的稀土钴磁体

高性能稀土磁体，主要有Sm－Co磁体和Nd－Fe磁体。永磁体可根据磁特性（最大磁能积，矫顽力，剩余磁通密度）、成本、形状自由度和可靠性等，进行适当选择使用。特别是近年来电子机器日益向小型化、轻便化和高性能化方向发展，对具有高磁能积、高矫顿力的永磁体的需求日益增多。在一些通讯机器用器件中，要求使用温度稳定性好的永磁体，亦即需要磁特性高而且温度稳定性好（即低的温度系数）的永磁体。关于永磁体的稳定性包括长年时效变化、温度的影响、外界磁场的影响、机械应力和冲击力的影响、中子辐照（就含已材料而言）的影响等问题。…     

取向度对Nd—Fe—B磁体磁性能均匀性的影响

用数理统计方法研究了粉末烧结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ永磁体磁性能的均匀性,分析发现,粉末取向度对均匀性有很大影响,随装填密度增加,取向度变小,磁性减弱,分布的离散度变宽。磁体磁通量的分布受成分、取向磁场和密度等多种随机因素的影响统计结果比较好地服从正态分布     

晶界扩散Dy钕铁硼的高温磁性能研究

通过晶界扩散Dy元素将烧结钕铁硼磁体的牌号从39SH提高至39UH,并与传统合金化工艺添加Dy制备的39UH磁体进行了比较研究。研究发现,经过Dy晶界扩散处理后磁体的室温矫顽力由1677kA/m增加至2218kA/m,磁体Dy的质量分数从3.49%增加至4.09%,Dy使用量比传统合金化方法制备的39UH磁体节约了16.3%。电子探针分析结果显示,扩散磁体中Dy高浓度富集在晶界附近,明显不同于Dy元素呈弥散分布的合金化样品。在室温至180℃范围内晶界扩散磁体的室温矫顽力、高温矫顽力以及矫顽力温度系数均优于合金化高重稀土对比样品。室温至180℃不同温度烘烤实验表明,未处理磁体在150℃以上开始出现大幅度不可逆磁通密度衰减,而扩散处理样品和39UH比较样品则均比较稳定。进一步研究显示,经过晶界扩散处理后大幅度提高了样品矫顽力,在开路烘烤实验过程中样品工作点仍能处于拐点以上,避免了高温热退磁。     

Nd16Fe76.5—xTi1.0B6.5＋x烧结永磁体的磁性能分析

莫斯科学者A．A．Lukin等人采用传统的粉末冶金工艺制备了Nd_(16)Fe_(76．5-x)Ti_(1．0)B_(6．5＋x)（0≤X≤2．25）烧结永磁体。将磁体在1025K下退火2h，随后以1．6K／s的速度冷却。在室温下测出磁滞回线，以其退磁曲线为依据进行了计算，用扫描电镜（SEM）和能量扩散式X射线分光镜（EDAX）测试了磁体的微观特征（晶粒的数量、组成及分布）。在垂直于磁体易磁化轴方向上进行磁光学克耳效应观察得到磁体的磁畴结构。样品在2min退磁后于723K下进行退火处理，其表面采用常规的金相技术进行了处理（砂纸打磨后再抛光）。显微镜分析发现…     

钛掺杂无氢类金刚石薄膜疏水性能研究

利用X射线衍射分析（XRD）和BH测试仪分别研究了元素Tb、Zr的添加对HD法制备NdFeB永磁体的微结构及磁性能的影响规律。微结构研究表明,元素Tb、Zr添加前后的磁体都主要由四方相Nd2Fe14B（P42/mnm）和微量的富Nd相构成;但Tb和Zr的添加明显改变了永磁体的取向特性和磁性能;采用HORTA法计算表明,Tb和Zr的添加虽然都使永磁体的（004）、（006）、（008）极密度因子减小,但是室温下磁性能测试表明,Zr的添加降低了磁体的矫顽力,而Tb添加后永磁体的矫顽力有了明显的提升,从2038 kA/m提升到2302 kA/m;Kronmüller-Plot关系曲线表明,3种合金的矫顽力机理均为磁畴成核反转机制。     

Tb和Zr掺杂烧结NdFeB永磁体矫顽力的研究

利用X射线衍射分析(XRD)和BH测试仪分别研究了元素Tb、Zr的添加对HD法制备NdFeB永磁体的微结构及磁性能的影响规律。微结构研究表明,元素Tb、Zr添加前后的磁体都主要由四方相Nd2Fe14B(P42/mnm)和微量的富Nd相构成;但Tb和Zr的添加明显改变了永磁体的取向特性和磁性能;采用HORTA法计算表明,Tb和Zr的添加虽然都使永磁体的(004)、(006)、(008)极密度因子减小,但是室温下磁性能测试表明,Zr的添加降低了磁体的矫顽力,而Tb添加后永磁体的矫顽力有了明显的提升,从2038 kA/m提升到2302 kA/m;Kronmüller-Plot关系曲线表明,3种合金的矫顽力机理均为磁畴成核反转机制。     

对永磁同步电主轴的齿槽转矩的分析

永磁同步电主轴被广泛使用在各种高性能的速度和位置控制系统中,但为了保证其高质量的运行,应降低齿槽转矩。文章分析了齿槽转矩产生原因和削弱方法,提出了梯形磁体和阶梯磁体两种永磁体结构,研究其对永磁同步电主轴的齿槽转矩的影响。并运用Ansys对这两种永磁体结构的永磁同步电主轴进行仿真。最后针对仿真所得的数据,运用Matlab对其进行计算、分析和对比。结果表明,在不影响永磁同步电主轴平均转矩等运行性能的前提下,适当的梯形永磁体的倾斜角度和阶梯永磁体的阶梯高,会使齿槽转矩的最大值和基波的幅值降低。     

英国开发钕铁硼磁体精密成形生产工艺

精密成形工艺的目的是按用户要求的形状生产成形后无需再机加工。最近英国伯明翰大学建立了材料精密成形实验室,研究项目之一就是开发钕铁硼永磁体的精密成形生产工艺。大多数高技术应用都要求钕铁硼永磁体具有精密的形状和尺寸。目前生产的钕铁硼磁体经过磨削加工后才能满足要求,而磨削加工的成本在钕铁硼磁体总成本中占有很大比例,采用精密成形工艺能够降低钕铁硼磁体生产成本,使其应用更为广泛。英国开发钕铁硼磁体精密成形生产工艺     

纳米复合磁体－转子铁芯整体型内藏永磁体式小型马达

近年来的研究已经证明了纳米复合磁体适合用在将永磁体埋入转子铁芯开槽内的转子 -铁芯一体型马达上。最近日本的松下电器与长崎大学共同研究了 ( 1)能够以高充填率填充于磁体 -转子铁芯一体型磁体开槽内的高流动性纳米复合磁体粉末。 ( 2 )纳米复合磁体在实用温度范围内的长期退磁性的测定。 ( 3)磁体在反磁场下的抗退磁性能。研究用的材料是矫顽力不同的Ｆｅ3Ｂ Ｎｄ2 Ｆｅ14 Ｂ和αＦｅ Ｎｄ2 Ｆｅ14 Ｂ系纳米复合磁体粉末。首先 ,将这种磁体粉末在充氮的滚筒型搅拌器中粗粉碎成粒径 <150 μｍ的粗粉 ,随后与润滑剂戊赤藓糖醇Ｃ17三酯 (…     

高形状精度的高能积永磁体

英国伯明翰大学的精密形状研究所 ,正在开展利用经济可行的方法制造高精度形状的稀土高能积永磁体的研究工作。因为大多数永磁体在实际应用时都要求高度精确的形状尺寸 ,这就需要对成品磁体进行机械加工 ,从而增加了不少制造成本。当前高能积钕 -铁 -硼磁体是由粉末磁场压制后用烧结法生产的 ,其压制的生坯密度低于 90 % ,然而经过烧结后密度即可接近 1 0 0 % ,这意味着体积经过烧结后大约有 1 0 %的变化。这种磁体就必须进行机械加工 ,既增加了生产成本 ,其所产生之废料又必须设法循环再利用 ,钕 铁 硼磁体的后序加工往往占据总生产费用…