纳米复合磁体

热加工对纳米复合磁体性能的影响日本大同特殊钢技术开发研究所的入山恭彦用热加工方法开发出一种α-Fe/Nd2Fe14B纳米复合磁体，并研究了热加工对于磁体各向异性的影响。制作工艺大致如下：将Nd-Fe-Co-B系合金高频加热熔化，用单辊熔体旋淬法制成急冷薄带(辊面速度Vs=24m／s)；然后将薄带在Ar气氛中粉碎成粒径小于350μm的粉末；     

快淬速度对Nd10Fe81Co3B6薄带微结构及磁性能的影响

研究了快淬速度对熔体快淬法制备Nd10Fe81Co3B6薄带微结构及磁性能的影响。结果表明,随着快淬速度的增加,薄带中非晶相含量增加。快淬薄带在800 ℃晶化处理10 min后,15 m/s淬速的薄带基本由粒径大于50 nm的Nd2(Fe,Co)14B与粒径小于25 nm的Fe7Co3相组成,两相交换耦合作用较弱,而50 m/s淬速的薄带中仍含有大量的非晶相,使得薄带的剩磁减小,但矫顽力没有明显降低;35 m/s淬速的薄带退火后晶化完好,两相交换耦合作用最好,矫顽力达到249 928 A/m,剩磁达到84.3 A·m2/kg。不同快淬速度薄带中主相Nd2(Fe,Co)14B的居里温度基本相同,约为630 K。     

Nd9Fe85.5-xCoxB5.5 (x=0,1,3,5)合金快淬薄带及其热变形磁体的微观组织与矫顽力

以Nd9Fe85.5-xCoxB5.5(x=0,1,3,5)合金快淬薄带(钼辊表面速度V=35 m/s)为原料采用热压/热变形工艺制备了各向同性磁体。微观组织研究表明,含Co合金快淬薄带由大量非晶和少量α-(Fe, Co)和Nd2(Fe, Co)14B相组成,含Co量达到5at%的合金薄带中出现了亚稳相Nd3-(Fe,Co)62B14,它在随后的热压/热变形过程中分解为α-(Fe,Co)和Nd2(Fe,Co)14B;添加Co元素显著减小了热变形磁体的晶粒尺寸,软磁性相与硬磁性相的平均晶粒尺寸分别从无Co合金磁体的61,168 nm减小为含1at%Co合金磁体的24,50 nm。磁性能研究表明,与晶粒尺寸变化相对应,无Co合金以晶间静磁耦合作用为主,含Co合金以晶间交换耦合作用为主,并且随着Co含量的升高,交换耦合作用有所减弱,导致热变形磁体的矫顽力从无Co磁体的151 kA/m单调增大为含5at%Co磁体的218 kA/m。     

Nd60Fe30M10（M=Al，Si，Ga）系非晶永磁的性能与组织结构

采用真空快淬设备以辊速5m／s、10m／s、15m／s、20m／s、30m／s制备了Nd60Fe30M10（M=Al,Si,Ga）系的“非晶带”,研究了制备速度对“非晶带”永磁性能和结构的影响。实验结果表明：Nd60Fe30Si10和Nd60Fe30Ga10同经典合金Nd40Fe30Al10一样,也显示出非晶永磁性能,并且比相同条件下制备的Nd60Fe30Al10“非晶带”的永磁性能更好;三种“非晶带”的矫顽力随辊速的降低而提高。对Nd60Fe30Al10“非晶带”的TEM分析表明,以30m／s辊速制备的“非晶带”,有2～5nm的析出物弥散分布在非晶基体上;而以5m／s辊速制备的“非晶带”,有10nm左右和150-200nm的析出物分布在非晶基体上。析出物的生成,促进了矫顽力的提高。     

加Pr取代一部分Nd的Nd-Fe-Co-Cu-Nb-B系交换弹簧磁体s

Nd-Fe-Co-Cu-Nb-B系合金快淬薄带有可能获得很好的磁特性,如果进一步用Pr取代合金中的一部分Nd,由于所形成的Pr2Fe14B型结晶相具有很高的各向异性磁场,因而可得到很大的矫顽力。因此,日本明冶大学的理工学院为了制作高性能的α-Fe／（Nd,Pr）2Fe14B系交换弹簧磁体,采用Pr置换一部分Nd的不同成分的Nd-Pr-Fe-Co-Cu-Nb-B系合金熔体通过单辊旋淬法制得的薄带,研究了旋淬时冷却辊周速和非晶薄带的热处理等条件对于薄带磁体的磁性能和物理性能的影响。 本试验所用的原料为钕、镨、铁、钴、铜、铌纯金属和硼类金属。用于喷制旋淬薄带用的熔体成分为（Nd1－xPrx）9Fe75.5Co8Cu0.5Nb1B6,Pr量x＝0.0、0.3、0.5、0.7、1.0。旋淬薄带是在高纯氢气氛中将合金熔体喷于辊速为10～15m／s的单辊表面,所得非晶薄带在高纯氩气氛中于625～700℃经过0～10min的晶化处理。薄带试样经过4.8MA／m脉冲充磁后,用振动试样磁强计测定磁特性、居里温度和温度特性。用粉末X射线衍射法分析了薄带试样的结晶结构,用示差热分析仪测定非晶带的晶化温度。研究结果证明：用辊速12.5m／s的单辊旋淬制得的富Pr非晶Nd2.7Pr6.3Fe75.5Co8Cu0.5Nb1B6合金带,经675℃最佳晶化热处理后所得纳米晶（平均粒径37nm）交换弹簧磁体的（BH）max为156.16kJ／m3,其Jr和HCJ的温度系数分别为α（Jr）＝－0.036％／℃（可逆）,α（HCJ）＝－0.46％／C（不可逆）。加Pr使矫顽力有所提高,但并未达到预期值。     

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。     

Nb、Si、B含量的联动调整对Finemet型薄带结构及性能的影响

本文用V部分替代Nb并适当调整Si与B的含量,通过单辊快淬技术及退火工艺制备了原始成分为Fe73Si15Nb3B8Cu1和优化成分为Fe73Si15.5Nb1.1V2.4B7Cu1的Finemet型非晶纳米晶薄带。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、磁性能测试仪研究了薄带的结构及磁性能。结果表明：两种快淬态薄带主要为非晶结构,合金具有良好的非晶形成能力;采用Luborsky法评价薄带韧性,发现含V的快淬态薄带的断裂应变λt为5.05×10-2,其韧性较差;两种退火态薄带中的纳米晶晶粒大小分别约为14.8 nm与13.2 nm;与原始成分薄带相比,含V薄带的居里温度Tc,晶化起始温度Tx1有少量降低;含V薄带的饱和磁化强度略低于原始薄带,但是其矫顽力较小,其环形磁芯样品静态初始磁导率为1.269×105、静态损耗为1.748 J/m3,动态测试显示,随着频率的增加,含V薄带损耗较原始薄带小的优势更加明显。     

纳米晶稀土永磁合金

快速凝固直接制取Fe3B/Nd2 Fe14 B纳米复合永磁体〔1〕　由熔体快淬非晶合金通过晶化制取纳米复合永磁体的方法 ,可能有两种途径。第一种方法是在快速凝固时有两个组成相晶化的直接制取方法 ;第二种方法则是两步制取法 ,包括第一步获得非晶态合金 ,第二步则通过加热晶化。因此 ,研究了直接制取Fe3B/Nd2 Fe14 B纳米晶复合永磁体的可能性。实验研究时采用纯度高于 99 5 %的纯金属原料熔炼成所要求成分的合金熔体 ,浇铸到急冷铜模内 ,得到宏观组织均匀的Nd4 Fe77 5B18 5、Nd4 Fe75B18 5Cr2 5和Nd4 Fe77B18 5Cu0 5合金锭。然后从合金…     

快淬速度对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的影响

利用熔体快淬法制备了(Nd0.9Dy0.1)9(Fe0.9Co0.1)85.5B5.5快淬薄带,研究了快淬速度对晶化过程、晶化后薄带的结构及磁性能的影响.研究发现,快淬速度不同,薄带的非晶程度不同,晶化过程存在很大差异;在快淬速度为12m/s时,快淬薄带中已存在一定的晶态相,晶化后的晶粒细小均匀,磁性能较高;而当快淬速度达到18m/s和25m/s时,合金晶化后的晶粒粗大且不均匀,磁性能较低.     

冷却辊材质及快淬气压对Nd2Fe14B／α-Fe纳米双相合金组织结构和磁性能的影响

就快淬过程中冷却辊材质及保护气体压力对Nd2Fe14B/α-Fe纳米双相永磁合金组织结构和磁性能的影响进行了系统研究.结果表明,降低贴辊面的导热系数有利于提高合金组织的均匀性,用导热系数较低的钼辊取代导热系数较高的铜辊后,合金磁性能显著提高.降低快淬过程中保护气体的压力可以避免快淬条带贴辊面产生气泡,防止粗大晶粒的形成.改进工艺后制备的合金晶粒尺寸细小,分布均匀,硬磁相与软磁相之间的交换耦合作用增强,磁性能水平显著提高.在0.4×105Pa氩气保护下,使用钼辊快淬的Nd10.0Fe83.0Zr1.0B6.0合金,经过适当的晶化处理后最佳磁性能为Br=9.5×10-1T,iHc=10.68×79.6kA/m,(BH)max=17.58×7.96 kJ/m3.