热处理对双合金钕铁硼烧结磁体边界结构与磁性能的影响

用双合金工艺将主合金粉（简称MB）与富稀土辅合金粉（简称SB）按不同比例混合制备一系列烧结Nd-Fe-B磁体。对主合金鳞片铸锭均匀化处理后,制备的磁体晶粒尺寸变粗,矫顽力下降。与烧结态相比,所有磁体回火后矫顽力提高,微观组织分析表明,主要是主相晶粒边界光滑、平直,富Nd相连续均匀分布于主相晶粒周围。但辅合金SB含量不同,回火提高矫顽力的程度不同,比如MB的矫顽力从1971kA/m仅仅增加到2053kA/m;添加6wt%SB后,矫顽力则从1998kA/m大幅提高到2880kA/m。     

烧结态与深冷处理态NdFeB组织对比分析

对真空感应炉熔炼制备的烧结钕铁硼磁体在-196℃保温4 h进行深冷处理。采用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜对比分析了烧结态与深冷处理态钕铁硼组织。结果表明,经深冷处理后,磁体富钕相团聚、孔隙和裂纹等组织缺陷得到明显改善,富钕相重新弥散、均匀分布在晶界周围,部分富钕相填充到材料的微孔内,晶界变得较平滑;主相晶粒尺寸降到烧结态的64.6%,偏差降低了4.07μm,晶粒的均匀度有所改善;同时深冷处理过程中的体积收缩产生较大的内应力,使内部的某些晶粒向易磁化轴c轴方向转动,取向度由86.16%提高到92.11%,在深冷处理过程中并未发现有新的织构产生。     

掺杂La-Ce-Cu合金对热变形Nd-Fe-B磁体磁性能和微观结构的影响

研究采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了掺杂不同含量的La-Ce-Cu合金的Nd-Fe-B热变形磁体;研究了掺杂量对磁体磁性能和微观结构的影响。结果表明,随着掺杂量的增加,热变形Nd-Fe-B磁体的矫顽力先增加后降低;而剩磁与磁能积均有所下降。磁体的矫顽力在掺杂量为1%(质量分数)时,达到最大值为1257kA/m。微观分析表明,掺杂合金中的La元素倾向于分布在富稀土相中,不易进入主相晶粒;而Ce元素则易取代Nd进入主相晶粒中。     

磁粉粒径对烧结Nd-Fe-B磁性能和初始磁导率的影响

采用粉末冶金法制备了名义成分为(Pr_(25)Nd_(75))_(25)Dy_6Al_(0.5)B_1Co_1Cu_(0.2)Fe_(bal)的烧结Nd-Fe-B磁体,并研究了不同粒径磁粉制备的烧结Nd-Fe-B磁体磁性能和初始磁化阶段最大磁导率的相应演变规律。结果表明,磁粉平均尺寸为3.0μm时对应的磁体的内禀矫顽力最大,磁粉平均尺寸为3.5μm时对应的磁体的剩磁最高。从磁体的微观结构观察和性能测试发现,磁粉粒径为3.0μm时,烧结磁体主相更加规则、均匀,提高了磁体的矫顽力。随着磁粉平均尺寸进一步减小,磁粉粒径为2.5μm时,富Nd相以氧化物形式发生了团聚,且分布不均匀,磁体晶界出现孔洞,去磁耦合效率下降,导致磁体矫顽力降低;磁体氧含量随着磁粉平均尺寸的减小而增大,磁体内杂质相增多,剩磁下降;增多的杂质相使得磁化初始阶段的最大磁导率降低。     

Ho-Nd-Fe-B磁体的性能与结构EI北大核心CSCD

采用Ho部分取代Nd,制备了不同Ho含量的Ho-Nd-Fe-B磁体,研究了Ho含量对Ho-Nd-Fe-B磁体的磁性能、温度稳定性和微观结构的影响。结果表明:Ho的添加有助于改善主相和富稀土相之间的浸润性,优化晶界富稀土相的分布,提高了磁体的内禀矫顽力,并改善了磁体的温度稳定性,但磁体的剩磁有所下降。当Ho含量(质量分数)由0增加到21.0%时,H_(cj)由1281 kA/m增加到1637 kA/m,B_(r)由1.342 T降至0.919 T;在20~100℃范围内,磁体的剩磁温度系数|α|和矫顽力温度系数|β|分别由0.119%/℃和0.692%/℃降低到0.049%/℃和0.540%/℃;在180℃烘烤2 h后的磁通不可逆损失由54.80%降低到29.17%。     

烧结Nd-Fe-B磁体非稀土Al的晶界扩散研究

以Al粉作为扩散源,研究了不同晶界扩散工艺对Nd-Fe-B磁体微观结构和磁性能的影响。研究发现,570 oC/1 h扩散时,磁体的综合磁性能最佳,其矫顽力和磁能积分别为1131 kA/m和252 kJ/m3,较原始磁体分别提升了16%和9.6%,且磁体的温度稳定性也得到改善。微结构和成分分析研究表明,晶界扩散后,Al主要分布于晶间富稀土相,且其形貌由大块状进展为薄层状,界面也变得更为平直光滑,增强了对反磁化畴形核的抑制,减小了退磁场。此外,晶间富稀土相中的Al有助于腐蚀电位的提升,而腐蚀电流密度的降低则归因于富稀土相分布的变化。     

优化边界结构制备高矫顽力及高热稳定性烧结Nd-Fe-B磁体

用双合金工艺在(Nd0.75Dy0.10Tb0.15)12.69Fe79.01Co2.00Nb0.30B6.00近正分主合金粉中掭加质量分数为3%的富稀土辅合金(Nd0.75Dy0.10Tb0.15)25.00Fe21.50Co<21.50>Nb4.00Ga8.00Ti5.00Al8.00B7.00粉和3%的Dy2O3粉,成功制备出超高矫顽力和高热稳定性的烧结Nd-Fe-B磁体,内禀矫顽力Hci和最大磁能积(BH)max分别为3028 kA/m和254 kJ/m3,22-220℃剩磁和矫顽力的温度系数分别为-0.104%/℃和-0.356%/℃,260℃不可逆磁通损失Lhirr的绝对值仅为4%.微观组织分析表明:主相Nd2Fe14B晶粒边界光滑、平直,富Nd相连续均匀分布于主相晶粒周围;在Nd2Fe14B晶粒表层附近富含Dy,Dy2O3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd2Fe14B晶粒表层中的Nd发生置换,从而在界面附近增强了磁各向异性.在此基础上,进一步提出了制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体中Dy的理想分布示意图.     

Preparation of high coercivity and high thermal stability sintered Nd-Fe-B magnet by optimizing boundary microstructure

用双合金工艺在 (Nd0.75Dy0.10Tb0.15)12.69Fe79.01Co2.00Nb0.30B6.00 近正分主合金粉中添加质量分数为3%的富稀土辅合金 (Nd0.75Dy0.10Tb0.15)25.00Fe21.50Co21.50Nb4.00Ga8.00Ti5.00Al8.00B7.00粉 和3 %的Dy2O3粉, 成功制备出超高矫顽力和高热稳定性的烧结Nd-Fe-B磁体, 内禀矫顽力 Hci和最大磁能积(BH)max分别为3028 kA/m和 254 kJ/m3, 22-220 ℃剩磁和矫顽力的温度系数 分别为--0.104%℃和--0.356%℃, 260 ℃不可逆磁通损失L irr的绝对值仅为4%。微观组织分析表明: 主相Nd2Fe14B晶粒边界光滑、平直, 富Nd相连续均匀分布于主相晶粒周围; 在Nd2Fe14B晶粒 表层附近富含Dy, Dy2O3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd2Fe14B晶粒表层中的Nd发生置换, 从而在界面附近增强了磁各向异性. 在此基础上, 进一步提出了制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B 磁体中Dy的理想分布示意图.     

碳对烧结Nd-Fe-B永磁体性能的影响

本文采用两种不同碳含量的原料铁棒,按相同的传统烧结Nd-Fe-B永磁体的工艺,制得NdDyAlCuBFe块状永磁体,研究了碳对烧结Nd-Fe-B永磁体性能的影响.结果显示,原料铁棒中C含量增高,磁体的磁性能如剩磁、矫顽力、磁能积以及方形度都下降.SEM和金相显微观察表明:高C含量中的Nd2Fe14B主相的晶粒大小不均匀,小的为10μm,而大的达到100μm,且富Nd相分布也不均匀;而低C含量中的Nd2Fe14B主相的晶粒细小均匀,约为10～20μm,而且富Nd相分布均匀.造成上述差别的原因是:C是一种杂质元素,呈负电性,易与Nd发生反应,在晶界形成富C、富Nd的第二相杂质,破坏Nd2Fe14B主相,从而使磁体的各项磁性能指标都下降.     

磁能积444kJ/m3超高性能磁体的开发

为了开发高能积Ｎｄ Ｆｅ Ｂ烧结磁体 ,关键在于磁体构成相的严密控制、致密化反应控制以及提高主相晶粒取向度三项基础技术。Ｎｄ Ｆｅ Ｂ系磁体是由铁磁性Ｎｄ2 Ｆｅ14 Ｂ相 (Ｔ1相 )是主相 ,以及顺磁性的富Ｂ相(Ｎｄ1 1Ｆｅ4 Ｂ4 相 ,即Ｔ2相 )和富Ｎｄ相 (Ｎｄ19Ｆｅ相 )所组成。该系烧结磁体的剩余磁通密度Ｂｒ 值随其所含主相的体积比成正比而提高 ,所以控制磁体组成提高主相含量即可实现磁体的高Ｂｒ 化。矫顽力ＨＣＪ 值则随主相体积比例的增加而逐渐降低 ,因此为了实现平衡须适当减少富Ｎｄ相 ,这又会带来磁体相对密度的降低。为了…     

回火处理对烧结钕铁硼永磁材料组织和磁性能的影响

探讨了回火处理对烧结Nd-Fe-B系合金显微组织和磁性能的影响.研究表明回火处理后,磁体的显微组织得到明显的改善,主相体积分数增加,晶界变得清晰,晶粒尺寸趋向均匀;颗粒状富Nd相减少,富Nd相沿晶界均匀分布,成分趋于共晶富Nd相的成分;磁体的剩磁、矫顽力和最大磁能积都得到提高,最大磁能积普遍提高20～30 kJ/m3.     

Nd_(90)Al_(10)晶界调控对晶界扩散磁体磁性能和微观结构的影响EI北大核心CSCD

采用添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金调控制备了扩散用烧结Nd_2Fe_(14)B磁体,并采用Tb晶界扩散制备了相应的扩散磁体,分析了扩散磁体的晶界结构和成分对磁体矫顽力的影响。结果表明,添加质量分数为0.5%的Nd_(90)Al_(10)合金调控后,晶界扩散(GBD)后磁体的矫顽力提高到1439 kA/m,相对于未晶界调控的扩散磁体增加了530 kA/m。添加Nd_(90)Al_(10)低熔点合金不会影响GBD前磁体的Curie温度,但降低了磁体的低温相变温度。GBD后磁体Tb取代晶格中的Nd引起Nd_2Fe_(14)B相的晶格常数减小,从而使XRD谱中衍射峰位右移。经Nd_(90)Al_(10)调控后的扩散磁体表面处的主相晶粒的富Tb壳清晰可见。从距离磁体表面20μm增加到100μm时,富Tb壳层仍清晰可见。当深度继续增加到500μm时,经Nd_(90)Al_(10)调控后的扩散磁体晶粒周围都有连续晶界相。经晶界调控的扩散磁体可见衬度明显的富Tb壳层,形成了非晶的富Nd相,增强了两两主相晶粒间的去磁耦合能力。Nd在富Nd相中心区域出现峰值,更多的富Nd相在晶界扩散过程中作为Tb向磁体内扩散的通道,Tb原子在富Nd相的浓度高达约35%,其扩散深度和使用效率明显提升。     

粉末细化对钕铁硼磁性能的影响

通过调整粉末制备工艺研究了粉末粒度的细化对钕铁硼磁体结构及性能的影响。结果发现,当粉末表面积平均粒度(SMD)从2.8μm降低至2.3μm时,出粉效率降至原有水平的40%左右,粉末均匀度逐步提升,而烧结后磁体的氧质量分数从1000×10-6提高至2700×10-6左右。通过微观结构观察发现,采用细化粉末烧结后富钕相分布更加均匀稠密,烧结后晶粒尺寸分布在3～8μm之间。通过粉末细化,在成分不变的情况下,磁体的矫顽力提升了175kA/m。     

外刊撷英

正有机固结粉提高NaFeB磁体的取向度和加工性能通常由磁体制造厂提供给电机厂的磁体,需经切削加工,使复杂形状的电机部件的材料利用率大大降低,而且用强磁场单向充磁的各向异性磁体取向自由度低。日本日东电工公司开发了一种有机固结粉,用来固结NaFeB磁粉,然后进行加工和充磁,再进行烧结,使有机固结剂挥发掉,这样可制出最适合于电机形状     

Ce、La添加对DyCo晶界扩散烧结Nd-Fe-B磁体性能的影响

为了有效利用高丰度稀土，在重稀土扩散源Dy₆₀Co₄₀中添加Ce、La以取代Dy。研究了不同的Ce、La添加量对Dy₆₀Co₄₀晶界扩散烧结Nd-Fe-B磁体性能的影响。结果表明：Dy₃₀Ce₃₀Co₄₀、Dy₃₀(Ce_0.4La_0.6)₃₀Co₄₀晶界扩散均能大幅提升Nd-Fe-B磁体的矫顽力，分别为1509和1527 kA/m,相比原始Nd-Fe-B磁体的矫顽力分别提高了31.7%和33.2%,且剩磁和最大磁能积下降不明显。微观组织研究表明，Ce主要分布在晶界相中形成富Ce相，不利于Dy的扩散；而La的添加限制了Ce进入主相晶粒，促进了Dy的扩散，从而进一步提高了磁体的矫顽力。热稳定性研究发现，Ce、La的添加均能提高磁体的热稳定性，但是其提升效果均没有Dy₆₀Co₄₀扩散磁体明...     

铸造Pr—Fe—B磁体的热压变形研究

研究了铸造Pr_(19)Fe_(74.5)B_5Cu_(1.5)磁体的热压变形过程,结果表明,无论经受何种变形方式,磁体易轴[001]总是沿压缩变形方向取向排列,随着热压变形的进行,磁体发生Pr_2Fe_(14)B主相晶粒的碎化和晶粒间相对滑动和转动,以及富Pr液相被挤出,最终形成细小、致密的取向组织,磁性能提高到B_r=990mT,i_H_c=880kA/m和(BH)_m=191kJ/m~3矫顽力的提高归因于主相晶粒碎化和富Pr相在晶间均匀连续分布,剩磁的提高则主要由已碎化晶粒在变形中相对滑动和转动所形成的易轴取向排列以及主相晶粒的致密化贡献,变形充分而缓慢应是获得较强易轴取向和较高磁性能的重要条件。     

放电等离子烧结Nd—Fe—B过程特征

研究了不同烧结温度下,放电等离子烧结的Nd-Fe-B永磁体在烧结过程中样品收缩量随温度的变化,讨论了提高样品密度的措施.放电等离子烧结的Nd-Fe-B永磁体晶粒细小且均匀,晶粒平均尺寸为3.8 μm,为一般传统粉末烧结制备Nd-Fe-B磁体晶粒尺寸的1/4.     

烧结(Nd,Tb)-Fe-B磁体的元素扩散、反磁化和矫顽力

采用双合金法将两种粉末混合制备烧结永磁体可提高磁体磁性能;但在烧结过程中两种粉末之间存在元素扩散,元素扩散对磁性能的影响程度需要进一步研究。本文将Nd13Fe81B6和TbHx粉末混合制备烧结磁体,Nd13Fe81B6磁体矫顽力为4.5 kOe。当TbHx混合量为3 wt.%,烧结磁体的矫顽力增加至20.0 kOe。通过热激活研究认为,磁畴壁的形核是反磁化需要经过的过程。由于热力学的原因Tb元素更容易扩散进入Nd2Fe14B主相而不是富集在晶间富稀土相。Tb元素进入主相替代Nd可形成具有更高各向异性场的(Nd,Tb)-Fe-B表层,在反磁化过程中晶粒表层磁畴壁的形核场会增加,因此矫顽力增加程度显著。但是,TbHx混合量超过5 wt.%,矫顽力增加幅度降低。对于TbHx混合量7 wt.%的磁体,元素分布显示在主相晶粒内部贫Tb区域明显增少,证实在烧结过程中更多Tb原子从晶粒表层扩散入晶粒内部,这样晶粒表层反磁化形核场的提高程度会减弱,因而磁体矫顽力增加幅度降低。本研究说明要提高双合金Nd-Fe-B磁体磁性能需进一步控制元素扩散并优化磁体的元素分布。     

回火工艺对烧结(CePrNd)-Fe-B磁体内禀矫顽力的影响

以双主相法制备不同Ce含量的烧结(CePrNd)-Fe-B磁体,研究不同回火温度下磁体的磁性能,并对微观组织断口进行BSE和EDS分析。结果表明:含Ce磁体的共晶温度和居里温度随Ce含量的增加呈减小的趋势;回火温度对烧结(CePrNd)-Fe-B磁体的剩磁影响不显著;Ce取代量为12%(质量分数)的磁体经回火温度410℃处理后,内禀矫顽力从762.6 kA/m上升到1357.2 kA/m,相应提高77.97%,方形度达到最佳值0.953。经410℃回火后,磁体主相晶粒间的微观结构形成的壳核结构,晶界分布着较多的条状富Nd相分布。富Nd相中的Ce含量增高,浸润性相对提高,因而有利于减少主相晶粒间的反向磁耦合,提高了室温和高温下磁体的内禀矫顽力。     

Ce2O3微粒对低碳钢夹杂和晶粒度的影响

通过在钢中外加Ce2O3微粒的方法,研究Ce2O3微粒对钢材夹杂物和晶粒度的影响。结果表明,Ce2O3粒度不大于1.13μm时,钢中夹杂物含量不会增加,粒度大于2.34μm时夹杂物含量会明显增加。外加Ce2O3微粒可以和钢中硫化物夹杂和脱氧产物结合,起到加稀土合金的部分作用。Ce2O3微粒可以细化铸态晶粒的粒度,晶粒平均尺寸由180μm降低到90～75μm;也可显著降低轧态组织的晶粒度,使晶粒度由6.5级降低到11级。当添加Ce2O3微粒粒度为1.13μm,加入量为金属量的0.5%时,可以取得最好的经济技术指标。