贫稀土钕铁硼合金与Nd_(67)Cu_(33)混粉热变形磁体组织演变过程及其对磁体矫顽力的影响

分别真空感应快淬贫稀土钕铁硼合金Nd_(11.5)Fe_(81.8)B_(6.0)Nb_(0.7)与Nd_(67)Cu_(33)薄带,然后制备Nd_(67)Cu_(33)含量0,3%,6%,9%,12%(质量分数)的混粉热变形磁体,分析讨论了贫稀土钕铁硼合金与Nd_(67)Cu_(33)混粉变形磁体中组织演变过程及其对磁体矫顽力的影响。研究结果表明,在热变形过程中当变形量由0增到30%时,混粉热变形磁体中Nd-Cu的扩散导致与之相邻区域的α-Fe晶粒尺寸减小、局部出现富稀土相、2∶14∶1相中稀土含量部分补偿性增加,整个磁体中α-Fe相体积分数减少、2∶14∶1相与软磁相α-Fe交换耦合作用增强,混粉热变形磁体的矫顽力随变形量的增加而增大;当变形量进一步增加,在双相磁体中富稀土相消失,2∶14∶1相和α-Fe相晶粒尺寸增大,一旦α-Fe晶粒尺寸超过交换耦合的临界尺寸将导致双相交换耦合作用恶化,2∶14∶1相晶粒尺寸增大导致其对磁体矫顽力的贡献降低,整个混粉热变形磁体的矫顽力随变形量的增加而大幅度下降;当变形量达到70%时,混粉热压热变形磁体随Nd_(67)Cu_(33)添加量的增加尽管2∶14∶1等效平均晶粒尺寸增大但磁体的矫顽力不断提高,原因在于随Nd_(67)Cu_(33)的增加磁体分别出现α-Fe消失、富稀土晶界相出现、且富稀土晶界相体积分数增大,富稀土晶界相的去磁耦合作用增强。     

Ce对烧结钕铁硼磁体永磁性的影响

Ce在镧系元素中是具有特殊性质的一员,其根源在于它的混合价特性。在Ce_2Fe_(14)B化合物中,Ce表现出强烈的+4价倾向,不仅自身4f电子缺失无法贡献稀土离子磁性,而且离子半径过小导致Fe-Fe间距缩减,使Ce_2Fe_(14)B居里温度和饱和磁极化强度都以较大的幅度地下降。另外,在Ce-Fe-B三元合金中,Ce倾向于生成Laves相CeFe_2,而非富稀土低熔点晶界浸润相,不能在烧结磁体中产生使主相晶粒退磁耦合的矫顽力机制,烧结Ce-Fe-B难以实现高矫顽力。尽管如此,Ce_2Fe_(14)B仍具有优良的内禀磁性,通过快淬方法可制备出性能适中的(Ce,Nd)-Fe-B各向同性磁粉,而通过贫Ce富Nd和贫Nd富Ce双合金或双主相烧结的方法,用富Nd相承担分割主相晶粒提高矫顽力的功能,也实现了高性价比(Ce,Nd)-Fe-B烧结磁体的商品化。综合阐述了元素Ce影响钕铁硼磁体内禀磁性和矫顽力方面的研究工作。     

2∶17型烧结SmCo磁体磁畴壁钉扎机制

采用传统烧结工艺制备了一组2∶17型烧结SmCo磁体。采用综合物性测量系统(PPMS)、洛伦兹透射电镜(LTEM)和微磁学计算研究了磁体的磁性能、磁畴结构及磁化过程中磁矩的变化过程。结果表明:经慢冷工艺的样品矫顽力为2180kA/m,磁畴壁沿1∶5相分布显示出明显的畴壁钉扎特性,未经慢冷工艺的样品矫顽力很低且磁畴壁呈直线型穿过2∶17相;经慢冷工艺的样品的Cu元素在1∶5相处富集使两相交界处磁晶各向异性降低;微磁学模拟计算证明1∶5相和2∶17相界面处对磁畴壁的吸引钉扎导致慢冷样品矫顽力的提高。     

热变形温度对Nd_(14)Fe_(80)B_6磁体矫顽力的影响研究

使用X射线衍射、扫描电镜和磁滞回线仪等研究热变形温度、平均片状晶长度、单畴晶粒占比、平均片状晶厚度对热变形Nd_(14)Fe_(80)B_6磁体矫顽力的影响。结果表明,当Nd_(14)Fe_(80)B_6热变形温度超过其富稀土晶界相熔点150~170K后,磁体矫顽力从737kA/m降低到355kA/m。热变形Nd_(14)Fe_(80)B_6磁体统计平均片状晶长度L为320~500nm,单畴晶粒占比0.52~0.26,多畴晶粒的增加是热变形磁体矫顽力下降的原因。随着热变形温度的增加、变形时间的延长,平均片状晶厚度增长速度快于平均片状晶长度,对应热变形磁体矫顽力的下降。若降低变形温度在富稀土晶界相熔点附近有望提高磁体的矫顽力。     

La2/3Sr1/3MnO3掺杂RE(RE=Pr、Eu、Y、Tb)的结构、红外及磁学性质

采用空气中固相反应烧结法制备了一系列钙钛矿结构的(La1-xREx)2/3Sr1/3MnO3(RE=Pr、Eu、Y、Tb;x=0、0.3或0.4)掺杂稀土锰氧化物多晶样品.X射线衍射(XRD)分析表明随着RE离子半径的减小,样品XRD的衍射峰位置普遍向高角度偏移,2θ增大0.02～0.62°.扫描电镜(SEM)观测的结果表明掺杂RE离子的半径越小,形成多晶样品的晶粒越小,未掺杂RE的La2/3Sr1/3MnO3在所有的样品中晶粒最大.红外吸收光谱测量发现样品在599～629cm-1范围出现了吸收峰并且峰的位置随掺杂RE离子半径的减小而向低频方向偏移.样品的磁性质测量表明掺杂稀土离子的半径及磁矩对材料的磁电阻有明显影响.     

Mo元素对LaFe_(11.5)Si_(1.5)磁制冷材料耐腐蚀性能及磁性能的影响

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站、振动样品磁强计(VSM)研究Mo元素掺杂对LaFe_(11.5)Si_(1.5)磁制冷材料相组成、耐腐蚀性能和磁性能的影响。结果表明:随着Mo元素的加入,α-Fe相及富La相不断增多。Mo原子分布在NaZn_(13)型结构的相(简称1∶13相)及α-Fe相中,并未出现在富La相中。对耐腐蚀性能的研究表明,当Mo含量从x=0提高至x=0.2,LaFe_(11.5-x)Mo_xSi_(1.5)合金的腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,说明热力学稳定性以及耐腐蚀性均提高。但是当Mo含量增加到x=0.3时,耐腐蚀性能下降。对磁性能的研究表明,LaFe_(11.5-x)Mo_xSi_(1.5)在0～3 T磁场变化下的最大磁熵变分别为18.51 J/(kg·K)(x=0),16.24 J/(kg·K)(x=0.1)和5.68 J/(kg·K)(x=0.2)。     

Dy_2O_3掺杂对机械球磨Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体矫顽力的影响

用机械球磨法制备Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体,研究了Dy_2O_3掺杂对纳米复合磁体磁性能的影响。结果表明,掺入Dy_2O_3能显著提高复合磁体的矫顽力,且随着Dy_2O_3掺杂量的增大最大矫顽力对应的退火温度降低。X射线衍射分析结果表明,掺入Dy_2O_3使Nd_2Fe_(14)B的晶格常数减小,也即Dy部分替代Nd后生成了(Nd,Dy)_2Fe_(14)B硬磁相。因此,复合磁体矫顽力的增强主要归因于硬磁相磁晶各向异性的提高。但是,硬磁相磁晶各向异性的提高缩短了有效交换耦合长度,表现为过量掺杂Dy_2O_3使矫顽力降低。     

高能球磨Gd5Si1.8Ge1.8Si0.4合金的磁性能及相组成

采用电弧熔炼的方法制备了具有一级磁晶相变Gd5Si1.8Ge1.8Si0.4母合金,然后在不同时间条件下对其进行高能球磨,并研究球磨时间对该磁热合金的磁性能及相组成的影响.粉末XRD结果显示球磨没有改变Gd5Si2Ge2相,但拓宽了相应的布拉格衍射峰,这表明球磨后的合金的晶粒尺寸较小.另外,球磨后的合金中形成了一些非晶相.随着晶粒尺寸和磁畴的减小,与母合金相比,希望其滞后现象减小.     

La0.8Ce0.2Fe13-xSix金属间化合物的晶体结构和磁熵变研究

通过X射线衍射和磁性测量等手段对金属间化合物La0.8Ce0.2Fe13-xSix(x=1.8、2.0)的结构和磁性进行了研究.结果表明,经过对铸态样品进行24h短时间退火所得的金属间化合物La0.8Ce0.2Fe13-xSix(x=1.8、2.0)晶体均为单相立方NaZn13型结构;Si含量的增加,导致晶格体积收缩,居里点升高.当x=1.8时,该化合物在居里温度Tc约175K具有大的磁熵变|△SM|,在1T的磁场下|△SM |max为4.79J/kg·K,大的磁熵变来源于Tc处磁化强度的陡峭变化和Tc以上磁场诱发的巡游电子变磁转变.     

各向异性Nd2Fe14B／α-Fe纳米晶复合磁体的制备和性能

采用声化学法、放电等离子烧结技术(SPS)和热变形工艺制备致密各向同性和各向异性Nd_2Fe_(14)B/αFe复合磁体,研究了软磁相包覆对磁体的结构和性能的影响.结果表明,软磁相α-Fe对各向同性Nd_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体的影响主要表现为增强两相间的交换耦合作用,从而提高剩磁.当α-Fe体积分数的数值适当(不超过2%)时,各向异性Nd_2Fe_(14)B/α-Fe磁体形成较好的c轴晶体织构,具有较高的磁性能.α-Fe体积分数为1%的磁体性能最高:B_r=1.367 T,H_(ci)=712 kA/m,(BH)_m=327 kJ/m~3.     

放电等离子烧结NdFeB磁体的烧结特征研究

应用放电等离子烧结技术(SPS)制备新型SPS NdFeB磁体.利用扫描电子显微镜(SEM)观察磁体的显微组织,利用B-H回线仪测量磁体磁性能,利用阿基米德法测量样品密度.系统研究了稀土含量不同的两种NdFeB磁体的烧结特征.结果表明,SPS NdFeB磁体的烧结特征与传统烧结方式的特征不同,且与样品稀土含量密切相关;...     

电磁搅拌对富Ce混合稀土合金化AZ91D组织结构的影响

用光学显微镜、扫描电镜、电子耗散能谱和X射线衍射仪研究了电磁搅拌对富Ce混合稀土(MM)合金化AZ91D镁合金组织和结构的影响。结果表明,随富Ce混合稀土加入量的增加,初生相细化,β相(Mg17Al12)的相对量降低,尺寸减小,由连续网状向分离的球粒状转变。形成的Al11MM3化合物数量增多,由主要以短棒状在晶内和晶界分布向大的针状在晶界分布过渡,甚至在晶界成簇聚集。强电磁搅拌作用下,随等温搅拌温度降低,初生相尺寸变小,其形貌由球粒状加少量的玫瑰状向类球状和多边形演变;Al11MM3以类球状和细小的针状分布于晶粒和液相中。富Ce混合稀土可显著细化晶粒,改善β相的形貌和分布,降低体积分数;改变富Ce混合稀土含量可控制Al11MM3化合物的形貌和分布。电磁搅拌可同时使初生相和第二相Al11MM3细化和球粒化。     

高能球磨Nd_(14)Dy_1Fe_(72)Co_5B_8合金的微观结构和磁性

本文采用 X 射线衍射,透射电镜和振动样品磁强计等技术研究了 Nd_(14)Dy_1Fe_(72)Co_5B_8合金在高能球磨过程中的结构变化以及结构与矫顽力的关系。我们认为高能球磨 Nd_(14)Dy_1Fe_(72)Co_5B_8合金的矫顽力源于晶界对畴壁的钉扎。在球磨初期,矫顽力随球磨时间的增加而增加,这主要归结于晶粒细化引起的晶界密度的增加。当球磨时间超过30小时,矫顽力随球磨时间的增加而减小,这可能是由于在球磨过程中引入很大的微观应力和高密度的缺陷,导致 R_2TM_(14)B(R=Nd、Dy;TM=Fe、Co)磁性相的磁晶各向异性场降低。     

Si对LaFe_(12.3-x)Co_(0.7)Si_xB_(0.25)系列合金的磁热效应影响

通过对LaFe_(12.3-x)Co_(0.7)Si_xB_(0.25)(x=1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6)合金的磁热效应的研究,发现随着合金元素Si含量的增加可以提高材料的居里温度,但会使材料的绝热温变值有所下降。针对绝热温变值最大的LaFe_(12.3-x)Co_(0.7)Si_xB_(0.25)合金进行进一步研究,发现该合金能够促进主相(NaZn13相)的生成和扩散反应进行。且该合金的最大磁熵变为7.3 J/kg·K,是工业纯Gd的2.2倍,具有一定的研究价值。     

La_(1-x)Sr_xMnO_3热控陶瓷的放电等离子烧结及其辐射特性研究

采用放电等离子烧结技术制备La1-x SrxMnO3(x=0~0.4)热控陶瓷,重点研究了烧结温度和Sr含量对其物相组成、致密度、微观结构、导电性能和辐射特性的影响。随着烧结温度的升高,La1-x SrxMnO3陶瓷的密度和致密度逐渐增大,在1 100℃时其相对密度97%且物相单一。适量Sr含量对La1-x SrxMnO3陶瓷的物相无明显影响,而且随着Sr含量的增加,Mn4+浓度逐渐增大,由此促进了Mn3+-O2--Mn4+双交换作用,导致其导电性增强。随着温度的升高,La1-xSrxMnO3陶瓷发生从金属态向绝缘态的相转变,由此导致其红外辐射率逐渐增大,Sr含量x=0.1时辐射率变化幅度达0.33,表现出明显的可变辐射率特征和良好的辐射特性。     

快淬和退火对Fe_(83)Ga_(17)Ce_(0.8)合金结构和磁致伸缩性能的影响

采用电弧熔炼法制备了稀土Ce掺杂的Fe83Ga17Ce0.8铸态合金,然后对其进行快淬处理,获得Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金,最后对Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金在1 223K下进行退火热处理5h。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱仪(SEM/EDS)和磁致伸缩测试方法研究了快淬和退火对合金结构和磁致伸缩性能的影响。结果表明,Fe83Ga17Ce0.8铸态合金由bcc结构的Fe(Ga)相和少量的CeFe2第二相组成。Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金除了含有大量的Fe(Ga)相和少量的CeFe2相外,合金中还出现了非对称DO3结构的Fe3Ga相。Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金经退火热处理后,合金中的CeFe2相转化为贫稀土Ce2Fe17相。在外磁场为557kA/m时,Fe83Ga17Ce0.8快淬态合金的磁致伸缩系数(3.82×10-4)明显大于铸态合金(3.56×10-4)和退火态合金(1.82×10-4)的磁致伸缩系数。     

多元稀土硼化物Ce_(1-x)Nd_xB_6的制备及性能研究

采用固相反应法在真空环境中烧结温度为1 180℃下,成功制备出了单相的多元Ce_(1-x)Nd_xB_6(0≤x≤0.3)硼化物粉末。研究了掺杂元素Nd对Ce_(1-x)Nd_xB_6(0≤x≤0.3)物相、微观结构及光吸收性能的影响规律。XRD结果表明,Nd元素的掺杂没有改变CeB_6的晶体结构,而是替代了Ce原子晶位。光吸收结果表明,随着Nd掺杂量的增加,Ce_(1-x)Nd_xB_6分散液透射光波长从618nm增加至624nm,出现了"红移"现象。磁性测量结果表明,CeB_6反铁磁至顺磁态转变温度为2.36K。     

Mn2-xFexP1-yGey（x=0.8、0.9,y=0.2、0.24、0.26）磁制冷材料的制备工艺及磁热性能研究

利用机械合金化和放电等离子烧结技术制备了Mn2-x Fex P1-y Gey(x=0.8、0.9,y=0.2、0.24、0.26)磁制冷材料。采用XRD、中子衍射及SEM分析手段,系统研究了该系列材料的成相与球磨时间、烧结温度、烧结压力和保温时间的关系。分析了烧结样品的相结构和显微组织,发现随着烧结温度的升高杂质相逐渐减少,形成了稳定的该系列磁制冷材料的制备工艺。对不同组分Mn2-x Fex P1-y Gey合金的相变过程和磁热性能进行了分析,其中Mn1.2Fe0.8P0.74Ge0.26的居里温度为277.4K接近于室温区间,滞后为3K、熵变为21.5J/(kg·K),是一种较理想的磁制冷工质材料。     

高性能Nd-Fe-B复合永磁材料微磁结构与矫顽力机制

概述了近年来有关高性能Nd-Fe-B复合永磁材料矫顽力机制的研究进展,研究了工艺过程对矫顽力的影响机制和所适应的理论模型,重点探讨了双主相合金技术制备的高性能永磁材料的微结构特征与矫顽力的关系,尝试解释了双主相合金技术制备的高性能永磁材料的矫顽力机制 由传统的单合金或双合金工艺制备磁体的矫顽力机制可用发动场理论解释,且与实际相符较好.探讨了热压/热流变磁体各向异性的形成,展示了热退磁过程中烧结和热压/热流变磁体畴结构的演变规律.制备出最大磁能积约为424 kJ/m3的各向异性纳米品Nd-Fe-B磁体,研究表明,各向异性的产生主要源于再结晶过程中晶粒的择优生长和通过边界液相所促进的晶粒滑移和旋转.揭示出高性能各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体的典型磁畴结构是一种交换耦合畴.交换耦合畴的温度依赖关系是影响磁体使用温度的主要因素.     

Ce2Fe16.5Co0.5合金的磁熵变研究

在氩保护气氛中用熔炼法制备了 Ce2Fe16.5Co0.5合金,通过粉末 X射线衍射和 SQUID 磁强计研究了样品的结构和磁熵变。结果表明 Ce2Fe16.5 Co0.5合金具有菱方Th2Zn17型结构,且存在不同组分的2个相,主相Ce2(Fe,Co)17和次相 Ce(Fe,Co)7。在 242~285K宽温区出现一个磁熵变平台,从而能够满足磁Ericsson型磁致冷机的要求,这对实际磁致冷应用具有现实意义。