超声化学-放电等离子烧结制备Nd2Fe14B/α-Fe双相复合磁体

采用超声化学法在介质中分解五羰基铁得到纳米Fe颗粒包覆Nd-Fe-B的复合磁粉,并采用放电等离子烧结 (Spark Plasma Sintering, SPS)制备出Nd2Fe14B/α-Fe双相复合磁体.研究了Fe(CO)5的加入量对颗粒的包覆量、复合磁粉显微形貌、磁体微观结构及磁性能的影响.结果表明,五羰基铁溶液的加入量为15ml(Fe与Nd-Fe-B的名义质量比为1∶4)时所制备的磁体具有较高的磁性能:Br=0.959T,Hci=693.3kA/m(8.71kOe),(BH)max= 141.93kJ/m3(17.83 MGOe).适当的Fe(CO)5加入量对烧结磁体的剩磁和最大磁能积有增强作用,而软磁性相的分散程度则对磁体的矫顽力有较大影响,当软磁性相含量不断增加,由于其表面吸附的氧的增加,导致磁体性能下降.     

Nd含量对Nd2Fe14B/α-Fe各向异性双相复合纳米晶磁体织构和磁性能的影响

采用放电等离子快速热压、热变形的方法制备了名义成分为NdxFe94-xB6(x=8,9,10,11)的各向异性Nd2Fe14B/α-Fe双相复合纳米晶永磁。研究了Nd含量对各向异性Nd2Fe14B/α-Fe双相复合纳米晶永磁织构和磁性能的影响。研究结果表明,随着Nd含量的提高,Nd2Fe14B/α-Fe双相复合纳米晶永磁c轴晶体织构逐渐强化,饱和磁化强度逐渐降低,但是磁体的矫顽力逐渐提高并导致剩磁也随之提高。     

B含量对Nd_2Fe_(14)B/Fe_3B复合永磁材料微观结构和磁性能的影响

用熔淬法制备非晶带、再进行晶化处理,制备了纳米晶复合Nd4.5Fe77+xB18.5-x (x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4)永磁磁粉,然后以环氧树脂为粘结剂制备粘结磁体.研究了B含量对材料磁性能和微观结构的影响.结果表明,随着B含量的提高,Nd4.5Fe77+xB18.5-x 粘结磁体的剩磁、矫顽力和磁能积都先增大后减小.适量的B可以细化复合材料的晶粒,改善微观结构,提高磁体磁性能;B含量过高使复合材料的晶粒长大,出现Nd1.1Fe4B4富B相,导致磁体磁性能下降.当B含量为18.3at%时,粘结Nd4.5Fe77.2B18.3磁体具有最佳磁性能:Br=0.88 T,Hcj=257kA/m,(BH)m=57kJ/m3.     

熔淬法制备的Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶复合永磁体的磁性能

采用熔淬法制备了Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁合金。采用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等分析方法研究了在不同淬速下Nd8.5Dy1Fe84Co1B5.5Ga1合金的相组成和磁性能。结果表明,16m/s的淬速获得了最佳磁性能:μ0Mr=973mT,Hci=523.2kA/m,(BH)max=112.7kJ/m3。     

La-Co置换对锶铁氧体结构和性能的影响

主要讨论La-Co置换各向异性烧结铁氧体在磁性能上的改善。M型烧结铁氧体中用La3+置换Sr2+,Co2+置换Fe3+,有效提高了烧结磁体的饱和磁化强度以及磁晶各向异性场,获得优异的磁体磁性能为:剩磁Br=435mT、矫顽力Hcb=318.5kA/m、内禀矫顽力Hcj=366kA/m、最大磁能积(BH)max=36.0kJ/m3。     

烧结NdFeB铸锭工艺的改进

采用传统工艺制备了(Nd0.94 Dy0.06)14.1(Fe0.979 Al0.015 Nb0.006)79.8B6.1烧结磁体,对传统NdFeB铸锭工艺进行改进,提高铸锭冷却速度,基本抑制了铸锭中(-Fe的析出.制备出Br＝1.368T,Hci＝1369kA/m,(BH)max= 359kJ/m3的高性能烧结NdFeB永磁材料,为用传统设备和工艺低成本生产高性能NdFeB烧结磁体进行了有益探索.     

超声化学-放电等离子烧结制备Nd2Fe14B／a—Fe双相复合磁体

采用超声化学法在介质中分解五羰基铁得到纳米Fe颗粒包覆Nd-Fe-B的复合磁粉,并采用放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering,SPS）制备出Nd2Fe14B／a-Fe双相复合磁体。研究了Fe（CO）5的加入量对颗粒的包覆量、复合磁粉显微形貌、磁体微观结构及磁性能的影响。结果表明,五羰基铁溶液的加入量为15ml（Fe与Nd-Fe-B的名义质量比为1：4）时所制备的磁体具有较高的磁性能：Br=0．959T,Hci=693．3kA／m（8．71kOe）,（BH）max=141．93kJ／m^3（17．83MGOe）。适当的Fe（CO）5加入量对烧结磁体的剩磁和最大磁能积有增强作用,而软磁性相的分散程度则对磁体的矫顽力有较大影响,当软磁性相含量不断增加,由于其表面吸附的氧的增加,导致磁体性能下降。     

放电等离子烧结法制备的Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁体

采用放电等离子烧结和化学气相沉积技术制备烧结型Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁体,并对磁体的密度、微结构、磁性能进行了分析与表征.研究表明,采用Fe(CO)5热分解化学气相沉积法能实现纯净的纳米单质铁对磁粉表面的均匀包覆,并得到Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁粉,包覆的纳米铁颗粒尺寸仅为50nm左右.将复合磁粉经放电等离子烧结,可实现快速致密化,当烧结温度达700℃,Nd-Fe-B/α-Fe纳米复合磁体已接近全致密,其晶粒大小约为100nm.该磁体的综合磁性能达到:Br=0.79T,Hcj=1201kA/m,Hcb=507kA/m,(BH)max=103 kJ/m3.     

高能球磨法制备的SmCo_5/α-Fe纳米双相复合磁粉的结构和磁性能

通过高能球磨法制备了SmCo_5/α-Fe纳米双相复合磁粉,研究了α-Fe含量对SmCo_5/α-Fe纳米双相复合磁粉磁性能、微观结构及交换耦合作用的影响。XRD分析结果表明,α-Fe的复合没有改变SmCo_5的晶体结构(仍为Ca Cu5结构)。磁性能测试结果表明,随着α-Fe含量的增加,SmCo_5/α-Fe纳米双相复合磁粉的矫顽力Hcj逐渐减小,剩磁Mr和最大磁能积(BH)max逐渐增大,当α-Fe含量为5wt%时,磁粉获得较优磁性能:Hcj=7.92k Oe,Br=3.04k G,(BH)max=1.30MGOe。Henkel曲线表明,磁粉内部产生了强烈的交换耦合作用。     

Fe含量对Ca-La-Co联合取代M型锶铁氧体性能的影响

采用传统陶瓷法制备了Ca-La-Co联合取代的M型锶铁氧体.为补偿球磨掉入的铁,通过降低Fe含量(相对理论正分)研究了Fe2O3/SrO摩尔比n对材料磁性能的影响.通过X射线衍射分析仪、场发射扫描电镜、永磁材料自动测试仪表征不同Fe含量样品的成分、结构、微观形貌和磁性能.结果表明:降低Fe含量可抑制α-Fe2O3,并有效提高材料的剩磁、矫顽力和最大磁能积等性能.Ca-La-Co联合取代的M型锶铁氧体Sr0.5La0.3Ca0.2FexCo0.3O19(x=11.3～11.7),Fe含量x=11.4时性能最好,Br=430 mT,Hcb=324 kA/m,Hcj=380 kA/m,(BH)max=35.2 kJ/m3,与未进行铁补偿的理论摩尔比n=6(x=12)的磁体相比,性能分别提高了5.39％、4.52％、2.15％和5.39％.     

La-Ca-Sr-Co系高性能干压各向异性永磁铁氧体的研制

以北矿BMS-12预烧料为基料,首先通过湿压工艺确定出适宜的二次添加剂添加量,在此基础上采用干压法制备各向异性永磁铁氧体材料,分析黏合剂、润滑剂用量及磁粉粒度对磁体性能的影响。实验结果表明,樟脑黏合剂和硬脂酸钙润滑剂的适宜添加量分别为0.6wt%、0.8wt%。在0.85~1.00μm的粉料粒度范围内都可以获得较高的剩磁和矫顽力。得到的典型干压磁体性能:Br=421m T,Hcb=296k A/m,Hcj=360k A/m,(BH)max=33.2k J/m3,达到TDK的FB5D性能水平。La-Ca-Sr-Co系干压磁体具有比传统锶永磁铁氧体湿压磁体更高的剩磁和内禀矫顽力。     

Nd-Fe-B磁体的高性能化

衡量Nd－Fe－B磁体高性能化的一个标准是最大磁能积，至今已报道了烧结Nd－Fe－B磁体的最大磁能积（BH）max的最高值为432KJ／m3（54MGOe），（BH）max为360KJ／m3（45MGOe）的磁体已实现了工业化生产，采用快淬和热压工艺可获得磁体的最大磁能积为380KJ／m3（48MGOe），对纳米晶Nd－Fe－B基永磁材料采用快淬工艺，可获得各向同性的磁体，剩磁和饱和磁化强度之比具有高的比率，这种磁体的磁性能介于永磁铁氧体和稀土烧结磁体的中间位置，各国都在大力开发和研究中。     

Nd_δFe_(14)B(δ=2.18～11)纳米晶合金的性能及矫顽力机理分析

通过直接甩带制备出不同富稀土含量的NdδFe14B(δ=2.18~11)纳米晶合金,并对其性能和矫顽力机理进行了研究。结果表明,在最佳条件下制备的NdδFe14B合金中,随着合金中Nd含量的增加,其矫顽力从1021k A/m提高到了1713k A/m,剩磁从0.80T减小到0.38T,饱和磁极化强度Js和Js/Js(Nd2Fe14B)逐渐减小,磁能积从104k J/m3降低至29k J/m3。其中,Nd2.82Fe14B合金的Jr/Js=0.52、Nd11Fe14B合金的Jr/Js=0.51,表明磁性颗粒间交换耦合作用仍然存在,但Nd11Fe14B的交换耦合作用相对较弱;两种薄带合金的矫顽力行为均具有钉扎机制特征。通过构建NdδFe14B合金矫顽力和硬磁性颗粒间相对距离之间的关系,发现其矫顽力和距离基本满足线性关系。     

铌添加对（Nd0.4Pr0．6）9Fe76B15熔淬非晶合金晶化行为及矫顽力的影响

用熔淬法制备了(Nd0.4Pr0.6)9Fe76-xNbxB15(x=0,2,3,4)非晶合金薄带,然后在600～740℃进行退火晶化.用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究了添加Nb对快淬(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15非晶合金晶化行为和矫顽力的影响,发现Nb的添加改变了(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15的晶化行为,并且极大地提高了合金的矫顽力.未添加Nb的(Nd0.4Pr0.6)9Fe76B15非晶合金晶化时,首先转变成(Nd,Pr)2Fe23B3亚稳相,在退火温度为640℃时,亚稳相开始分解为(Nd,Pr)2Fe14B和α-Fe两相组织,随着退火温度的进一步升高,合金中的(Nd,Pr)2Fe14B相开始减少,而室温非磁性相(Nd,Pr)1.1Fe4B4逐渐增多.添加Nb的(Nd0.4Pr0.6)9Fe72Nb4B15非晶合金晶化时,先从非晶基体中析出α-Fe相,随着温度的升高,剩余的非晶相继续晶化形成(Nd,Pr)2Fe14B和Fe3B相.这说明添加Nb可以避免亚稳相的形成,促进(Nd,Pr)2Fe14B硬磁相的生成,同时细化了晶粒,改善了材料的磁性能,使合金矫顽力从未添加Nb的397.3 kA/m提高到了添加4at% Nb时的1091.2 kA/m.     

高性能烧结钕铁硼磁体的研究与开发(一)

介绍了烧结钕铁硼磁体的研究与生产现状、钕铁硼永磁合金的有关理论、烧结钕铁硼磁体的先进生产工艺,重点分析了片铸(SC)、气流磨、橡皮模等静压等工艺的参数对烧结钕铁硼磁体微结构和磁性能的影响.采用合理成分和先进生产工艺,工业化批量生产的高磁能积磁体的磁性能达到:Gch=1148kA/m(14.43kOe),(BH)max=408kJ/m3(51.3MGOe),高矫顽力磁体的室温磁性能达到:Hci=2035 kA/m(25.57kOe),(BH)max=320kJ/m3(39.9MGOe).     

热变形工艺对各向异性NdFeB永磁体显微结构和磁性能的影响

采用热压-热变形法制备各向异性NdFeB磁体,通过正交实验研究了热变形温度、变形量以及变形速率对磁体磁性能及显微结构的影响。结果表明,随变形温度、变形量、变形速率的增高增大,磁体剩磁Br及最大磁能积(BH)max增高,当变形温度升高至700℃、变形量增大到65%、以0.045mm/s的速率变形时,磁体获得最佳磁性能,(BH)max达360kJ/m3(45MGOe),同时主相NdFeB晶粒由最初的球状晶、沿垂直于压力方向长大转变为片状晶,晶粒取向度增高;当变形温度、变形量过高或变形速率过低时,磁体中将会出现异常长大晶粒,使磁性能恶化。     

超高矫顽力NdFeB磁体研究

为制备超高矫顽力的烧结钕铁硼磁体,设计了材料配方(PrNd)23.5Dy8.7FebalAl0.7Nb0.6Cu0.02B1.05,采用了先进的工艺技术,包括片铸、氢爆碎(HD)、高纯氮气流磨制粉、高取向度密封成型、冷等静压、高温高真空烧结等.实验结果表明,由该工艺制备的粉末平均粒度为 4.5μm;磁体晶粒细小均匀,富钕相弥散分布在Nd2Fe14B主相周围.磁体的剩余磁通密度为1.12T,内禀矫顽力达到2430.2kA/m,最大磁能积达到了246.0kJ/m.     

料粉振磨处理在各向异性干压永磁铁氧体中的应用

以高性能的预烧料为原料,采用有别于传统制备干压料粉的工艺,通过对细磨烘干后的料粉进行振磨处理,制备各向异性干压永磁铁氧体材料。结果表明,料粉的振磨处理减少了料浆在高温烘干时不可避免出现的粉体颗粒间的粘连,提高了粉体的分散性,有利于取向成型时粉体颗粒在磁场中的转动,进而提高了干压成型体的取向度和密度。典型干压磁体磁性能为:剩磁Br=404 mT、磁感矫顽力Hcb=283 kA/m、内禀矫顽力Hcj=317 kA/m、最大磁能积(BH)max=30.4 kJ/m~3。     

尼龙6粘结锶铁氧体永磁材料的制备与性能

以尼龙6和锶铁氧体磁粉为原料,采用热压成型工艺,制备各向同性粘结锶铁氧体永磁体。主要研究了原料的混合方式、磁粉的改性状态以及含量对材料磁性能(剩余磁通密度Br,内禀矫顽力Hcj,最大磁能积(BH)max)和力学性能(耐压强度Rc)的影响。结果表明,挤出造粒可以有效改善磁粉在尼龙6中的分散性,硅烷偶联剂的加入显著提高了磁体的力学性能。当未改性磁粉含量为90 wt%时,磁体具有良好的磁性能:Br=159 mT,Hcj=236 kA/m,(BH)_(max)=4.5 kJ/m~3,改性磁粉含量为85 wt%时,磁体的力学性能最佳(R_c=52.1 MPa)。     

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe双层膜和多层梯度膜磁反转过程的微磁学模拟

利用微磁学有限差分计算方法,详细研究了软/硬磁层总厚度固定不变,结构的变化对Nd2Fe14B/α-Fe双层膜和Nd2Fe14B/α-Fe/Nd2Fe14B多层梯度膜的磁性能和磁反转过程的影响。结果表明,从双层膜变化到多层梯度膜的过程中,不同的结构具有不同的磁性能和磁反转过程;当结构优化为Nd2Fe14B(10 nm)/α-Fe(5 nm)/Nd2Fe14B(10 nm)多层梯度膜时,磁滞回线台阶消失,矫顽力大幅度降低。此结论对交换耦合梯度介质的实验设置具有一定的指导意义。