Nd2Fe14 B/α-Fe纳米复合永磁材料的有效各向异性

Nd2Fe14B／α-Fe纳米复合永磁材料中存在软-软、软-硬、硬-硬3种不同磁性晶粒界面。不同晶粒间的交换耦合相互作用使其有效各向异性常数Keff减小。Keff可以用这3种不同有效各向异性的统计平均值表示。计算结果显示：如随晶粒尺寸D的减小和软磁性成分的增加而降低。当D减小到4nm时,Keff减小为通常各向异性常数值的1/3∽1/4。当软磁性相体积分数为50％时,Keff的值下降为硬磁性相对应值的1/2左右。有效各二向异性与矫顽力的变化规律基本相同。     

热处理工艺对块体纳米晶Fe3B/Nd2Fe14B复合磁体性能的影响

采用放电等离子烧结技术(Spark Plasma Sintering,简称SPS技术)将快淬Nd4.5Fe77B18.5薄带制备成块状纳米晶复合磁体.着重研究了热处理工艺对磁体密度、微观结构和磁性能的影响.结果表明,通过直接烧结得到的磁体具有超细纳米晶结构,合适的热处理可以消除残余非晶,得到较好的晶体结构和磁性能.但过高的热处理温度和较长的保温时间的增大会造成晶粒长大,结果导致磁性能的恶化.在最佳热处理条件下得到的磁体的磁性能为Br=1.014T,JHc=237.21 kA/m,(BH)max=61.85 kJ/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．     

Nd2Fe14B/α-Fe纳米复相永磁合金微结构的形成

研究了使用不同快淬速度制备的Nd3 6Pr5 4Fe83Co3B5合金中Nd2Fe14B/α-Fe复合纳米晶结构的形成.采用X射线(XRD)、透射显微(TEM)分析技术和振动样品磁强计(VSM)观测和测量了材料的微结构和磁性.结果表明,使用最佳淬速(20m/s)形成的Nd2Fe14B/α-Fe复合纳米晶结构晶粒细小,晶粒尺寸均匀Nd2Fe14B相和α-Fe相的平均晶粒尺寸分别为14nm、16nm.合金中α-Fe相的体积分数为48.6%.纳米晶合金的磁性能为Jr=1.108T,Hc=446.5kA/m,(BH)max=193.6kJ/m3,剩磁比Jr/Js=0.736.     

SmCo_5/α-Fe双相复合纳米晶磁体的结构与磁性研究

超声波分解Fe（CO）5的产物Fe纳米颗粒,通过非均相沉淀获得包覆型SmCo5/α-Fe双相复合磁粉,采用放电等离子快速热压技术（Spark Plasma Sintering,SPS）制备出全致密的各向同性Sm-Co5/α-Fe双相复合纳米晶磁体,研究发现,软磁相α-Fe添加后,磁体的剩磁Mr有所提高,矫顽力Hci则有所减小,随后通过对各向同性磁体进行热变形制备出各向异性磁体,形成了较好的C轴晶体织构。软磁相α-Fe名义含量为10%时,磁体磁性能为：μ0Ms=1.01T、μ0Mr=0.86T、Hci=0.1708T。     

合金元素在Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料中的分布

主要利用三维原子探针研究了Nb和Zr等元素在Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料中的分布情况。研究发现，Nb、Zr等元素的添加改善了合金的微观结构，使得合金晶化后晶粒细小均匀，晶粒形状更为规则，合金的综合磁性能得到提高。三维原子探针分析结果表明，Nb元素不固溶于Nd2Fe14B硬磁性相，主要以NbFeB的形式在晶界处析出；Zr元素在Nd2Fe14B相内有较高的固溶度，与Nb、Fe在晶界处以成份接近（Zr，Nb）Fe2相的形式析出，富Nb相和富Zr相在晶界的析出阻碍了晶粒的长大，进而细化了晶粒，改善了磁性能。     

Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁的制备和性能

用超声化学法制备纳米Fe颗粒包覆的Nd2Fe14B复合粉体,将其在Ar气保护下经放电等离子烧结(SPS),得到Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶复合磁体.Fe名义质量分数为5%的烧结磁体具有较高的磁性能:Br=0.86 T,Hci=683.8 kA/m,(BH)max=95.92 kJ/m3.烧结前对复合粉末进行适当的高能球磨,能促进显微组织进一步细化,增强软磁相与硬磁相之间的交换耦合,使相同Fe含量和烧结工艺的磁体Br和(BH)max分别提高到0.94 T和113.6 kJ/m3.     

Fe3B／Nd2Fe14B双相纳米复合永磁材料研究

纳米复合永磁材料是颇具发展潜力的永磁合金 ,Ｆｅ3Ｂ/Ｎｄ2 Ｆｅ14 Ｂ双相纳米复合永磁材料是其中的主要合金之一。由于其具有优越的性能价格比而倍受关注 ,是替代铁氧体和ＡｌＮｉＣｏ的理想候选永磁材料。制备这类合金的方法一般采用熔体转轮超速激冷法、机械合金法、气体雾化法等 ,其中熔体转轮超速激冷工艺方法是最有效且最常用的方法。实验采用自行研制的生产型真空快淬炉及真空连续晶化炉对Ｆｅ3Ｂ/Ｎｄ2 Ｆｅ14 Ｂ双相纳米复合永磁材料的成分、显微结构及制备工艺进行了研究。确定了性能较好的三元合金成分 ;发现了“厚大片性能更好…     

含Ti和C的纳米复合Nd2Fe14B／α—Fe磁体研究

研究Ti和C添加对Nd9.4Fe79.6B11合金磁性能的影响规律。结果表明:Ti和C联合添加能够在不降低合金剩磁的情况下显著提高合金的矫顽力,最佳工艺条件下制备出的Nd9.4Fe75.6Ti4B10.5C0.5合金薄带的剩磁Br=0.91T,矫顽力Hcj=975.6kA/m,磁能积(BH)max=135.4kJ/m3。在磁体密度为6.1g/cm3时,黏结Nd9.4Fe75.6Ti4B10.5C0.5磁体剩磁Br=0.68T,内禀矫顽力Hcj=975kA/m,最大磁能积(BH)max=76 kJ/m3,性能和MQ-D磁粉制备的黏结磁体性能相当,具有低价位高性能的特点。     

Micromagnetic simulation on magnetic properties of Nd2Fe14B/α-Fe nanocomposites with Fe nanowires as the soft phase

Fe nanowire array with strong shape anisotropy was employed as the soft phase in Nd–Fe–B based nanocomposites. The effects of the Fe nanowire distribution on magnetic properties of the nanocomposites were investigated by micromagnetic simulation. The results indicate that the shape anisotropy of Fe wires added in the same direction as the uniaxial magnetocrystalline anisotropy of the hard phase cannot increase the coercivity of the nanocomposite. When the nanowires are distributed perpendicular to the easy axis of the hard phase, the shape anisotropy of soft phase can retard the moments from rotating to the full reversed direction, leading to enhanced coercivity. In addition, with increasing the nanowire diameter, the coercivity of the nanocomposite decreases, but the dipolar interaction shows different roles in magnetic reversal of nanocomposite for different distributions of nanowires. The current results suggest that the coercivity of the Nd₂Fe₁₄B/α-Fe nanocomposite can be enhanced by introducing the soft magnetic nanowire array with the diameter less than the exchange length and with the long axis along the direction other than the easy axis of hard phase.     

NiFe_2O_4/T-ZnO_w复合材料的制备及磁性能

采用化学镀法在四角氧化锌晶须(T-ZnO_W)表面包覆NiFe_2O_4镀层,制备了NiFe_2O_4/T-ZnO_W复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪、振动样品磁强计对镀覆前后T-ZnOw的结构、形貌等进行了表征。结果表明,化学镀覆后,在T-ZnO_W表面包覆了致密的尖晶石型NiFe_2O_4镀层,T-ZnO_W针尖部位生成的镀层厚度比根部薄。NiFe_2O_4/T-ZnO_W复合材料具有软磁特性。随着退火温度的升高,复合材料的饱和磁化强度和矫顽力逐渐升高,在800℃达到最高。     

SiC-ZrO_2纳米颗粒协同强韧化MOSi_2陶瓷的组织与性能

通过热压烧结制备SiC-ZrO_2/MoSi_2复相陶瓷以及对比试样MoSi_2、ZrO_2/MoSi_2、SiC/MoSi_2陶瓷,利用X射线衍射仪、透射电镜以及力学性能测试仪器等对材料组织和力学性能进行了研究。结果表明:纳米ZrO_2、SiC颗粒的加入可以有效细化MoSi_2基体晶粒,纳米ZrO_2、SiC颗粒协同作用更有利于提高MoSi_2基陶瓷的抗弯强度和断裂韧性,协同相中纳米SiC颗粒细化和强化MoSi_2基体的效果要好于纳米ZrO_2颗粒;20 vol%SiC+10 vol%ZrO_2+MoSi_2复相陶瓷抗弯强度是MoSi_2的3.8倍,断裂韧度是MoSi_2的2.4倍;在复相陶瓷基体以及粒子周围存在不同特征的位错组态,ZrO_2可以依靠自身相变的体积效应向基体泵入或输送位错,钉扎位错的第二相粒子包括SiC粒子和未相变的ZrO_2小粒子,弥散相特别是晶内型SiC和ZrO_2粒子对复相陶瓷位错的钉扎作用明显。     

Al2O3颗粒粒径和含量对α-Al2O3/Cu复合镀层性能的影响

本文研究了复合电沉积法制备的α-Al₂O₃/Cu 复合材料的性能和磨损特征, 测定了Al₂O₃粒径在0. 5～ 5Lm, 含量在4～ 16% 时Al₂O₃/Cu 复合镀层的硬度和磨损率, 用扫描电镜对磨损形貌进行了分析, 并对其磨损机制进行了探讨。结果表明, 镀层中硬度随Al₂O₃含量增加呈线性增长, 且含大颗粒Al₂O₃镀层的硬度略高于小颗粒镀层,Al₂O₃颗粒含量和粒径大小对磨损率和磨损机制有显著影响。     

Nb的添加对Fe3B/Nd2Fe14B纳米永磁体磁性能与微观结构的影响

研究了微量合金元素Nb的添加对Fe3B／Nd2Fe14B型纳米复合永磁体微观结构与磁性能的影响规律。结果表明,添加Nb元素可以稳定非晶相,阻碍Fe3B粒子的结晶动力学。Nd5．5Fe70．0Co5Cu0．5Nb0．5B18．5非5晶合金在640℃退火处理30min可获得最佳磁性能：Br=1．05T,JHc=367kA／m,(BH)max=80．2kJ／m^3。Nb与Cu的复合添加对Fe3B晶粒的细化效果更显著;Nb元素的添加可以提高合金的磁性能,但添加量必须适中。     

CuO-TiO_2复合助剂低温烧结氧化铝陶瓷的机理(Ⅱ)

固定CuO(0.4%)和TiO₂(4%)的添加量、改变TiO₂(0--32%)和CuO(0--3.2%)的添加量(质量分数, 下同), 研究了CuO--TiO₂复合助剂对氧化铝陶瓷烧结性能、微观结构、物相组成以及烧结激活能的影响, 以揭示复合助剂的低温烧结机理。结果表明, 在1150--1200℃TiO₂固溶入Al₂O₃生成Al₂Ti₇O₁₅相, 并生成大量正离子空位提高了扩散系数, 从而以固相反应烧结的作用机理促进了氧化铝陶瓷的致密化; TiO₂在Al₂O₃中的极限固溶度为2%--4%, 超过固溶极限的TiO₂对陶瓷烧结没有促进作用; 添加适量的CuO(0.4%)可将TiO₂在Al₂O₃中的固溶温度降低到1100℃以下, 并以液相润湿作用促进氧化铝陶瓷的致密烧结。陶瓷烧结激活能的计算结果定量地印证了上述烧结机理; 当在Al₂O₃中添加4%的TiO₂和2.4%的CuO, 可将烧结激活能降低到54.15 kJ ? mol-1。     

Cr替代Co对Fe3B/Nd2Fe14B纳米复合磁体微观结构与磁性能的影响

主要研究了添加Cr置换Nd5Fe72.3Cu0.2Co4B18.5合金中的Co元素对Fe3B/Nd2Fe14B型纳米复合永磁体磁性能与微观结构的影响.结果表明相应于Co元素而言,添加Cr元素可有效细化NdFeB合金软、硬磁性相的晶粒尺寸;随退火温度的升高,添加Cr元素的Nd5Fe72.3Cu0.2Cr4B18.5合金的jHc值随退火温度的变化不明显.DTA曲线分析表明,NdFeCuCoB具有一个放热峰,而NdFeCuCrB具有两个放热峰.NdFeCuCrB非晶合金在650℃退火处理30min可获得最佳磁性能Br=0.944T,jHc=383kA/m,(BH)max=77.5kJ/m3.     

热压与放电等离子体烧结两种工艺制备Al2O3/Cu复合材料

由机械合金化法(MA)制得纳米级Al₂O₃颗粒弥散镶嵌于微米级Cu颗粒表面的复合粉末, 利用球形化工艺改善所制得复合粉的形貌及粒度范围, 分别采用热压法(HP)和放电等离子体烧结(SPS)法制备Al₂O₃/Cu复合材料。通过测试密度、 电导率、 抗弯强度及SEM复合粉形貌和烧结体断口分析、 微区成分分析, 对比研究了Al₂O₃质量分数分别为0%、 0.5%、 1.0%、 1.5%时Al₂O₃/Cu复合材料的物理、 力学和电学性能。结果表明: 不同制备工艺下随着Al₂O₃含量增加, 材料的抗弯强度先增后降, 电导率除受杂质影响外, 还受材料缺陷的影响, 故变化规律不明显, 对于Al₂O₃含量相同的Al₂O₃/Cu复合材料, 采用SPS法制备的复合材料的致密度、 抗弯强度及电导率均高于HP法; 在弯曲应力下两种制备方法所得复合材料均发生延性断裂。