温度及变形速率对单级热变形Nd-Fe-B磁体磁性能的影响

对经冷压处理的Nd-Fe-B磁粉直接进行热变形从而制得各向异性致密磁体,并研究了变形温度及变形速率对磁体密度、各向异性、磁性能及微观结构的影响.结果表明,当变形温度过低或变形速率过高时,单级热变形后磁体不易致密,且硬磁相晶粒的c轴取向度较低,因此磁体磁性能较低;而当变形温度过高或变形速率过低时,尽管磁体较为致密,磁体取向度也较高,但易出现晶粒异常长大,从而降低磁体磁性能.以适中的变形温度和变形速率热变形后,磁体具有最佳的磁性能.当变形温度为700℃及变形速率为0.1mm/s时,单级热变形磁体最大磁能积(BH)m达232kJ/m3.     

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。     

声化学法与放电等离子烧结制备Nd-Fe-B/α-Fe纳米晶复合磁体

采用声化学法制备Nd-Fe-B/α-Fe型双相包覆磁粉，再经放电等离子烧结（SPS）制备成致密块状磁体．研究了不同α-Fe包覆含量对复合磁体磁性能及微观结构的影响．结果表明，声化学法可以制备均匀混和的双相纳米磁粉，α-Fe纳米粉均匀的包覆在硬磁相颗粒周围．烧结后的各向同性磁体有明显的剩磁增强，具有较高的磁性能．当α-Fe包覆量为2％（体积分数）时，磁体性能最佳，其（BH）max值为148．64kJ/m^3．     

热模压Nd-Fe-B磁体变形过程及其模拟研究

Nd-Fe-B快淬磁粉在真空中热压,继续进行不同变形温度和不同应变率的热模压处理.通过分析不同变形温度下的热变形过程中应力一应变率关系,对热模压Nd-Fe-B磁体的热变形行为进行了研究并由此得到了描述热变形过程的关键参数.为了清楚理解晶粒边界滑移和各向异性晶粒长大在变形过程中所起的作用,利用三维有限元软件(DEFORM...     

热渗温度对表面Al合金化Nd-Fe-B烧结磁体的性能及结构的影响

采用表面热渗Al工艺,实现了对Nd-Fe-B烧结磁体的表面保护和优化高温磁性能。通过在Nd-Fe-B烧结磁体表面热渗Al,在磁体表面形成了与基体冶金结合的致密的Al合金层。在Al合金层的保护下,表面热渗Al磁体的耐腐蚀性能得到了明显改善且磁性能保持良好。在高压加速老化测试168 h后,Al-700磁体的单位表面积增重量(3.40 mg·cm^-2)远低于基体(14.28 mg·cm^-2)。利用电化学工作站测试了表面热渗Al磁体的极化曲线,其腐蚀电流密度值较基体明显降低。显微组织分析表明,Al合金化层的厚度随热渗温度的增加而增加。在700℃的热渗温度下,晶界内形成了均匀连续的富Al相,从而获得了较优异的综合性能。根据XRD相分析,热渗过程中,随着温度的升高,Al、Fe和Nd原子在合金层中相互扩散越剧烈,磁体表面相继形成Al-Fe相和Nd-(Al, Fe)相。该研究为提高Nd-Fe-B烧结磁体的耐蚀性能和性价比提供了新的思路。     

各向异性致密(NdDy)_(11.5)Fe_(81.5)Nb_1B_6磁体的制备

采用热压热变形技术,制得了各向异性致密(NdDy)11.5Fe81.5Nb1B6+2%(质量分数)Zn磁体,并研究了热压及热变形磁体的微观结构以及不同形变量对磁体磁性能和微观结构的影响。结果表明,Zn的添加使热压磁体磁性能下降,但使热变形磁体磁性能大幅增加;热变形磁体磁性能的增加是由于良好c轴取向和微观结构的形成。此类磁体磁性能和微观结构随形变量的增加表现出与传统磁体类似的规律,即剩磁增加、矫顽力下降,c轴取向不断增强。尽管如此,在热变形的起始阶段,由于Zn的扩散使磁体矫顽力有较大幅度增加。磁体的形变量过大达75%时,磁体磁性能会因为晶粒严重长大而下降。     

热压热变形纳米晶钕铁硼磁体微观结构研究(英文)

利用MQ-C快淬粉末并结合热压热变形技术制得致密的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体,并研究了磁体磁性能及微观结构的变化。结果表明,热变形后磁体呈现较强的c轴取向,磁体磁性能大幅增大;快淬磁粉颗粒在热压过程中沿压力方向规则堆垛,而热变形后,粉末颗粒形状与晶粒变化趋势相同,呈现沿垂直于压力方向拉长;热变形后,磁体中仍有大量未取向的超大颗粒存在,能谱分析表明其Nd含量要高于周围取向晶粒。     

放电等离子烧结制备块状纳米晶SmCo5烧结磁体

采用放电等离子烧结（SPS）技术制备了致密纳米晶SmCo5烧结磁体，研究了磁体的结构和磁性能。X衍射结果表明，烧结磁体具有CaCu5结构，说明SPS过程可以获得稳定的1：5相。TEM观察显示，磁体由平均晶粒尺寸约为30nm的1：5相构成。室温时磁体的矫顽力高达2208kA/m，而剩磁比高达0，7，说明在纳米晶之间存在强烈的晶间交换耦合作用。烧结磁体具有良好的高温性能，773K时的矫顽力为456kA/m，矫顽力温度系数β为-0．212％/K。     

回收制备烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能与耐热性能

以废旧钕铁硼磁体为原料,采用短流程回收制备技术制备了烧结Nd-Fe-B磁体,通过添加镨钕混合稀土研究了磁体的磁性能和耐热性能.结果表明,在回收磁体中添加2％ PrNd,制备的烧结Nd-Fe-B磁体的剩磁为1.31T、矫顽力为1 474.86 kA/m、磁能积为353.90 kJ/m3.与一次成品相比矫顽力恢复到102％,剩磁恢复到95％,磁能积恢复到90％.在293～393 K范围内未掺杂PrNd磁体的矫顽力温度系数为-0.589 9％/K,掺杂2％PrNd磁体的矫顽力温度系数为-0.556 4％/K,提高了磁体在高温下的耐热性能.这是由于添加混合稀土PrNd增强了主相晶粒间的去磁交换耦合作用,提高了主相的磁晶各向异性场,从而提高了磁体的矫顽力和耐热性能.     

放电等离子烧结制备透明AlN陶瓷

采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术,添加不同含量CaF2为烧结助剂,成功制备了透明氮化铝(AlN)陶瓷.SPS技术具有烧结快速,烧结体致密度高的特点,是制备透明AlN的有效方法.CaF2的加入量的提高,有利于烧结体的致密度和透过率的提高.当CaF2加入量为3%(质量分数)时,烧结体致密度不再继续提高,但仍有利于透过率的提高,此时烧结体透过率最高为54.7%.SEM、XRD、TEM和EDX结果表明烧结体具有很高的致密度、纯度,均匀的晶粒形状和尺寸,晶界及三角晶界处观察不到第二相的存在,从而保证了烧结体良好的光学性能.     

热等静压烧结Nd-Fe-B永磁体

热等静压烧结通常用来促进合金致密化和细化组织。本文尝试对Nd32．54Dy0．5Fe65．36Al0．6B1.0预烧结体分别进行热等静压烧结和常规烧结，旨在研究热等静压烧结能否促进Nd-Fe-B合金的致密化和晶粒细化。首次发现；高温热等静压烧结时，预烧结样品内的部分富Nd液相外流，在样品内形成空洞，被高压Ar气填充，造成样品不能收缩，磁体的密度比常规烧结磁体的低，力学性能明显恶化；且液相外流引起晶粒转动，导致取向度降低，最终磁体的剩磁和磁能积降低。     

Microstructure and properties of Nd-Fe-B magnets prepared by spark plasma sintering

Abstract

Anisotropic Nd₁₅.₅Dy₁.₀Fe_BalCo₃.₀B₆.₈Al₁.₀ magnets were produced by the spark plasma sintering (SPS) technique. The effects of processing conditions on the microstructure, magnetic properties, dimensional precision and density of the magnets were studied. The magnetic properties, microstructure and constituents were investigated by means of a magnetic flux density - magnetic field strength (B-H) loopline instrument, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray analysis. The density of the magnets was determined by the Archimedes method, and the dimensional precision of the magnets was measured by micrometer. It was found that the microstructure of SPS processed Nd-Fe-B magnets is unique; the grain size is fine and uniform while distribution of the neodymium rich phase is heterogeneous. The optimal magnetic properties of SPS processed Nd-Fe-B magnets obtained so far are maximum energy product of 240 kJ m^-3 and coercive force of 1260 kA m^-1. The dimensional precision of the magnets is ~ 20 μm, and the density of the magnets reaches 7.58 g cm^-3.     

放电等离子烧结(SPS)YAG陶瓷的初步研究

研究了采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering SPS),利用高纯的氧化钇和氧化铝,在1500～1700℃,真空度优于10Pa,反应快速合成YAG陶瓷,但试样的致密度不高,而低气孔率是制备透明陶瓷的关键,实验表明,TEOS的掺加和粉料粒度的减小对烧结试样致密度的提高有一定的作用.     

热处理对放电等离子烧结NdFeB永磁材料的影响

采用放电等离子烧结技术(spark plasma sintering,简称SPS)制备了高性能新型NdFeB永磁材料.研究了热处理工艺对SPS NdFeB磁体的组织和性能影响,采用扫描电镜、B-H回线仪研究磁体的显微组织和磁性能.结果表明,不同烧结温度的SPS烧结体对不同温度的热处理表现出同样的规律性,最佳热处理温度为1050℃.SPS NdFeB磁体的热处理过程,富稀土相成分和结构发生改变.在优化工艺条件下制备出最佳性能为Br=1.351T,Hci=674.4kA·m-1,BHm=360.4 kJ·m-3的新型SPS NdFeB磁体.     

采用SC工艺制备高性能烧结钕铁硼磁体的研究

研究了采用SC(strip casting)工艺制备的高性能烧结钕铁硼磁体。结果表明：速凝薄带主要由厚度约3μm的(2：14：1)相片状晶组成．片状晶之间被厚度0．2～0．5μm的富Nd相薄层隔开，没有α-Fe枝状晶存在。速凝薄带经氢破碎、气流磨、压型、烧结后磁体的永磁性能达到：Br=1．431T，jHe=1022kA／m，(BH)max=387kJ／m3。     

Dense pure binderless WC bulk material prepared by spark plasma sintering

The phases, microstructures and mechanical properties of binderless WC bulk materials prepared by the spark plasma sintering technique were investigated systematically. The addition of carbon was added to eliminate the impurity phase W₂C. The relative density, Vickers hardness and grain size increase obviously with increasing sintering temperature, but increase weakly with increasing pressure or sintering time. The high relative density of 99·1%, HV30 of 27·5 GPa and fracture toughness K_IC of 4·5 MPa m^1/2 of pure binderless WC bulk with a grain size of 400 nm was obtained by sintering the WC powders with a particle size of 200 nm and the addition of 0·63 wt-%C at 1800°C for 6 min under 70 MPa.     

SPS制备TiNi增强镁合金复合材料的微观结构及力学性能

以AZ31镁合金为基体,TiNi形状记忆合金丝为增强体,利用放电等离子烧结法（SPS）制备了TiNi/Mg复合材料,用OM、SEM、EDS对其微观形貌进行表征,并用XRD及DSC研究TiNi丝的相变,同时对该复合材料进行准静态拉伸实验,对其室温及高温力学性能进行研究。结果表明,所制备的TiNi/Mg复合材料中界面处存在Mg、Ti、Ni元素的互扩散现象,并形成宽度约为2 μm的互扩散层;所制备的TiNi/Mg复合材料的高温力学性能高于室温,其中其屈服强度、抗拉强度及弹性模量在100℃时（分别为157 MPa,292 MPa,22 GPa）较室温分别提高了12%、33%和29%,150℃时（分别为143 MPa,251 MPa,20 GPa）较室温分别提高了2%、14%和18%。     

放电等离子烧结新型NdFeB永磁材料工艺研究

采用放电等离子烧结技术制备了新型NdFeB磁体，研究了烧结工艺和热处理工艺对磁体的磁特性、尺寸精度及致密度的影响。同时利用B-H回线仪、扫描电子显微镜对其磁特性、显微组织结构进行了分析测试。结果表明，这种新型的烧结NdFeB磁体具有独特的显微组织结构，主相NdFe14B晶粒细小、尺寸均匀，富钕相弥散分布在主相边界上。获得最佳工艺条件下制备的磁体的磁特性为：最大磁能积(BHmax)240kJ／m^3，内禀矫顽力(Hci)1160kA／m，磁体的密度达到7．58g／cm^3，接近材料的理论密度，同时磁体的尺寸精度达到20μm。     

Microstructure and mechanical properties of an ultrafine grained Ti5Si3-TiC composite fabricated by spark plasma sintering

The purpose of this study was to investigate mechanical properties, microstructure and sintering behavior of ultrafine grained Ti₅Si₃-TiC composite synthesized by mechanically activated self-propagating high-temperature synthesis method. For this purpose, the composite was sintered at 1450?°C at constant pressure of 50?MPa and reached to 97% of theoretical density by spark plasma sintering technique. The XRD pattern of the sintered sample is composed of the same peaks as the synthesized sample which means that the composite is stable at high temperature. The microstructure analyses illustrate that the composite retained its fine microstructure during the sintering process. The results also show that the amount of C atoms in the structure of titanium silicide slightly increased during the sintering process. The Young’s modulus and nanohardness of the composite reached 281?±?15.5?GPa and 16.6?±?0.8?GPa, respectively. In addition, Vickers indentation test results show that the composite possesses hardness and fracture toughness of 13.2?±?0.6?GPa and 4.7?±?0.1?MPa.m^1/2, respectively. Formation of microstructure with low microcracks and homogenous distribution of TiC through the matrix are responsible for relative high mechanical properties of the composite. The crack deflection is observed as the main toughening mechanism.