晶界扩散Dy60Co35Ga5合金对烧结钕铁硼磁体 磁性能及热稳定性的影响

研究了晶界扩散Dy₆₀Co₃₅Ga₅合金对烧结钕铁硼磁体磁性能及其热稳定性的影响.随着扩散温度的升高,磁体的矫顽力（H_cj）呈现出先增加后减少的趋势,并在890 ℃扩散3 h,480 ℃回火5 h的工艺条件下,矫顽力达到较优,从1 209 kA/m提高到1 624 kA/m,磁体的剩磁只有轻微的下降,从1.38 T降低到1.32 T.高温下测试磁体的磁性能,原始磁体和890 ℃晶界扩散Dy₆₀Co₃₅Ga₅合金磁体的矫顽力都呈下降趋势,但晶界扩散Dy₆₀Co₃₅Ga₅合金磁体的矫顽力在高温下要明显优于原始磁体.原始磁体及890 ℃晶界扩散Dy₆₀Co₃₅Ga₅合金磁体在不同温度下保温2 h的不可逆磁通损失分别为63 %和45 %.且DSC结果显示,890 ℃晶界扩散Dy₆₀Co₃₅Ga₅合金磁体的居里温度（T_c）要明显高于原始磁体的居里温度,这表明晶界扩散磁体的热稳定性得到了很大的改善. XRD图谱显示,890 ℃晶界扩散磁体RE₂Fe₁₄B相的衍射峰较原始磁体向右偏移,说明Dy原子及Co原子少部分已进入主相晶粒.      

晶界扩散Dy–Al–Ga对钕铁硼磁体的磁性能和微观组织的影响

通过晶界扩散Dy₇₀Al₁₀Ga₂₀合金研究了烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能和热稳定性能.用NIM-500C高温永磁测量仪和MLA650扫描电镜测出了磁体在扩散前后的磁性能和微观组织的变化.结果表明，在Dy₇₀Al₁₀Ga₂₀合金扩散热处理后，磁体矫顽力从原始的1 080.968 kA/m显著提升到1 671.600 kA/m，提升幅度约为55 %，而剩磁下降很少. Dy、Al、Ga元素在晶界处扩散，很好地隔绝了磁交换作用，提升矫顽力. SEM图显示在扩散Dy₇₀Al₁₀Ga₂₀合金后，可以很明显地看到晶粒外延层有一层灰色的壳层包覆着主相晶粒，很好地起到了隔离晶粒的磁交换作用. XRD显示主相的峰普遍往右偏移，这归因于重稀土元素Dy进入晶粒外延层形成（Nd, Dy）₂Fe₁₄B核壳结构. Dy的原子半径比Nd小，导致峰往右移.      

Nd-Fe-B磁体掺杂Tb-Fe-B制备高性能大块永磁体

应新能源大型设备器件需求,制备兼具高剩磁、高矫顽力的大块永磁材料成为当前研发重点。不同于晶界扩散技术(GBDP),采用双合金工艺(Nd-Fe-B磁体掺杂Tb₁₉Fe₇₅B₆)制备的多主相(Nd, Tb)-Fe-B烧结磁体,不仅可实现高剩磁与高矫顽力而且体型可控,体现出更高的实用价值。微组织分析显示,掺杂Tb₁₉Fe₇₅B₆使得磁体晶界优化并在Nd₂Fe₁₄B晶粒表层形成(Nd, Tb)₂Fe₁₄B壳层,结合Tb₂Fe₁₄B相的存在,矫顽力得以显著提升。而导致多主相(Nd, Tb)-Fe-B磁体同时实现高剩磁与高矫顽力,主要归因于微结构中Tb₂Fe₁₄B单晶与Nd₂Fe₁₄B单晶共存所触发的界面耦合效应。该研究结果为制备高性能大块永磁材料提供...     

晶界扩散中Tb对烧结NdFeB磁体微观组织和磁性能的影响

通过晶界扩散技术提升烧结钕铁硼(NdFeB)磁体矫顽力的方法已获得广泛应用,为了研究重稀土磁粉对磁体综合磁性能的影响,本文采用喷涂扩散的方法将重稀土Tb含量为6.0%(质量分数)的磁粉作为复合扩散源的一部分进行晶界扩散并制备了高性能烧结NdFeB磁体。结果表明,当主扩散源占比为60%(质量分数)时,Nd₄₀Tb₆₀对应扩散磁体的矫顽力最高达到21.52 kOe,矫顽力增幅明显。经过微观组织结构和XRD表征分析,重稀土元素Tb沿晶界相扩散进入磁体内部的同时发生了晶格取代反应,可在晶粒表层生成磁晶各向异性场更强的(Nd,Dy/Tb)₂Fe₁₄B硬磁相,显著增强了磁体矫顽力。当主扩散源占比为20%、40%和80%(质量分数)时,Nd₈₀Tb₂₀,Nd₆₀Tb₄₀和Nd₂₀Tb₈₀对应扩散磁体的矫顽力增幅较小,其中Nd₈₀Tb₂₀扩散...     

高矫顽力混合稀土永磁体的微结构与磁性能

利用高丰度混合稀土制备永磁材料不仅可以有效降低成本,同时可促进稀土资源的平衡利用。本研究采用晶界扩散工艺制备了高矫顽力混合稀土永磁体,研究了重稀土Tb对混合稀土永磁体磁性能及微结构的影响。研究发现,当晶界扩散热处理为880℃、8 h时,磁体表现出优异的磁性能,矫顽力由660.12 kA/m增长至1 248.13 kA/m,并且磁体剩磁仍然保持在1.29 T。Tb元素的扩散使混合稀土扩散磁体的主相晶粒边缘形成了(Tb,RE)₂Fe₁₄B核壳结构,这不仅增强了主相晶粒边缘的磁晶各向异性场,而且阻断了晶粒之间的磁耦合作用,抑制了反向畴形核的长大,提高了磁体的矫顽力。     

DyFe薄膜晶界扩散钕铁硼磁体的结构与磁学性能

采用磁控溅射在磁体易磁化面上沉积3μm厚度的Dy_xFe_1-x(x=30,50,80,100)合金薄膜层，并进行适当热处理制备晶界扩散型烧结钕铁硼磁体。当Fe含量为20%(原子分数)时，Dy₈₀Fe₂₀扩散磁体在基本不影响剩磁的情况下矫顽力能够达到15.70 kOe,接近Dy扩散磁体矫顽力，性价比更高。微观结构分析表明，重稀土元素Dy沿晶界相向磁体内部扩散的同时发生了晶格扩散，在晶粒表层生成了磁晶各向异性场更强的(Nd, Dy)₂Fe₁₄B硬磁壳层，因而磁体矫顽力增强。Dy扩散磁体经典核壳结构出现于100μm～300μm之间，且有效扩散深度小于500μm,而Dy₈₀Fe₂₀扩散磁体在100μm处便出现了明显的核壳且壳层可延续至500μm以上，说明Fe合金化可以有效缓解Dy在扩散磁体表面的聚集并提高有效扩散深度。在任意温度区间内，Dy₈₀Fe₂₀扩散磁体的α_B     

晶界扩散Tb对烧结Nd-Fe-B组织与磁性能的影响

用磁控溅射法在烧结Nd-Fe-B磁体表面沉积Tb金属薄膜并进行晶界扩散处理,对比经不同热扩散温度及时间处理后的磁体组织和磁性能变化.结果 表明,925℃×10 h+500℃×2 h为最佳晶界扩散工艺,可将磁体矫顽力提高到1630.9 kA· m-1,较原始磁体提升50％,同时剩磁和磁能积无明显下降,磁体仍具有较高的退磁...     

Y元素的添加对Nd2Fe14B磁体的综合性能的影响研究

通过在烧结钕铁硼磁体中添加不同比例的高丰度Y元素,对比研究Y元素的添加对Nd₂Fe₁₄B磁体的磁性能、抗弯强度、耐腐蚀性、热稳定性和微观形貌的影响。结果表明,随着Y含量的增加,虽然Nd₂Fe₁₄B磁体磁性能逐渐降低,但由于Y元素的添加,改善了磁体的居里温度,晶界相的分布、晶粒尺寸更均匀,抗弯强度、耐腐蚀性、热稳定性等指标均得到明显改善。在烧结钕铁硼磁体中适当地添加Y元素,可在保证磁体优异的综合性能的前提下,降低磁体的生产成本,实现稀土资源的综合利用。     

高Dy含量烧结Nd-Fe-B的晶界扩散处理研究

研究了晶界扩散处理对高Dy含量烧结Nd-Fe-B磁体性能和结构的影响。经蒸镀渗Dy晶界扩散处理,高Dy含量Nd-Fe-B磁体的矫顽力从1 713 kA/m提高至2 161 kA/m,而剩磁和最大磁能积基本没有下降,处理后磁体内Dy平均质量分数仅增加0.30%。不同深度片层分析表明,虽然磁体近表面片层比中心片层的Dy含量高,但是片层间矫顽力相差较少,而且所有片层的矫顽力均远高于未处理磁体片层的矫顽力。电子探针Dy元素面分布结果显示,在未处理高Dy含量磁体的晶界与主相中均存在Dy元素富集区且富集浓度较低,而经扩散处理后,晶界富Nd相中的Dy富集区浓度及所占比例明显提高;包括磁体芯部在内,磁体内大部分角隅处富Nd相内Dy含量明显增加,进一步提高了高Dy含量磁体内部各处的矫顽力。     

(Nd,Pr,Ce)-Fe-B磁体的组织与磁学性能

为开发低成本烧结钕铁硼磁体,用30% Ce替代(Nd_0.75Pr_0.25)_32.69Fe_66.25B_1.06磁体中的Nd和Pr,研究了磁体在烧结及回火过程中的组织结构和磁学性能变化.结果表明,取向压坯在1030~1080℃烧结2 h后,随烧结温度升高,磁学性能下降,烧结温度为1030℃时综合磁学性能均最好.烧结态Ce替代磁体的综合磁学性能优于未替代磁体.一级回火后,相组成和晶粒尺寸基本不变,边界结构也未发生明显变化,磁体性能基本不变,或有少量下降.二级回火后,晶界明显改善,获得较清晰且平直的晶界,磁体矫顽力均得到大幅提高.Ce替代磁体的剩磁、矫顽力和磁能积均稍低于未替代磁体.      

氢爆工艺(HD)对钕铁硼磁粉粒度和形状的影响研究

采用热处理态钕铁硼平板铸锭作为母合金,通过氢爆工艺将平板铸锭破碎成磁粉.研究了氢爆工艺过程中温度、氢压对钕铁硼磁粉的破碎程度、粒度和形状的影响.实验发现,随着温度和氢压的提高,吸氢过程活化时间逐渐缩短,当温度为300℃,氢压为0.1 MPa时,活化过程消失,铸锭一旦暴露在氢气中,吸氢过程直接发生.热处理态平板铸锭吸氢之...     

Y取代对Pr-Nd-Fe-B合金微观结构和磁性能的影响

基于熔体快淬技术，研究了不同Y取代量对[（Pr_0.25Nd_0.75）_1-xY_x]_13.9Fe_80.1B₆合金物相组成、磁性能、晶间磁相互作用和微观结构的影响.结果表明，适量Y替代Pr、Nd元素，可以抑制Fe₃B相的形成，且合金矫顽力温度稳定性增强.当Y取代Pr、Nd元素的量为30 %时，居里温度仅轻微从307 ℃下降至302 ℃. Y取代具有一定程度的晶粒细化作用，有助于改善合金的微观结构.此外，Y取代还可以增强主相晶粒间的交换耦合作用.      

镝扩渗对烧结钕铁硼磁体组织结构与磁性能的影响

对比研究了38UH、42SH和N50薄片状钕铁硼磁体晶界镝扩渗前后的组织结构与磁性能,发现经过镝扩渗处理后磁体的矫顽力提高了400 kA·m-1以上,而剩磁几乎不变,最大磁能积因为矫顽力和方形度的提高而提高。经组织结构分析认为,钕铁硼磁体晶界镝扩渗提高矫顽力主要是通过提高Nd₂Fe₁₄B晶粒外延层的各向异性和形核场实现的。根据Fick第一扩散定律,对磁体晶界镝扩渗进行了模拟计算,可近似得到定温热处理不同时间后渗镝深度及对应的镝的质量浓度及质量分数。      

Magnetic properties and microstructure of nanocrystalline bulk Nd-Fe-B with Ce-Co addition

The influence of Ce-Co alloy addition and sintering holding time on permanent magnetic properties and micro structure of nanocrystalline Nd-Fe-B bulk alloy were investigated.The coercivity of Nd-Fe-B bulk alloy can be enhanced greatly by more than 100% after adding Ce-Co powders.However,when the concentration of Ce-Co is up to 30 wt%,the density of the magnet can reach the maximum value of 7.58 g/cm~3,but the coercivity does not increase significantly.On the other hand,with the increase of holding time to 10 min,the density and coercivity of magnets increase gradually,reaching up to 7.55 g/cm~3 and 1134.3 kA/m,respectively.After the addition of Ce-Co alloy,Ce-Co may easily diffuse into the Nd-Fe-B matrix during hot-pressing and under the high pressure and temperature,thus increasing the content of grain boundary phase and the pinning effect of grain boundary,which leads to the increase of coercivity.The extension of the hot-pressing holding time may be more conducive to the diffusion of CeCo into the Nd-Fe-B matrix.In addition,the effect of Ce-Co addition on the magnetic properties of Nd-FeB with different content of rare earth was also studied.The addition of Ce-Co can effectively increase the coercivity of nanocomposite Nd_2 Fe_(14)B/α-Fe magnets.The addition of Nb to the parent alloy can further improve the coercivity.For Nd_(11)Fe_(81.5)Nb_1 Ga_(0.5)B_6 alloy with 10 wt% Ce-Co addition,the coercivity can increase from 740.28 to 1098.48 kA/m.     

Effects of grain boundary diffusion process on magnetic properties enhancement and microstructure evolution of hot-deformed Nd-Fe-B magnets

Grain boundary diffusion(GBD) process is an important approach for producing Nd-Fe-B magnets with high coercivity and high thermal stability.The GBD for hot-deformed Nd-Fe-B magnets with nanocrystalline micro structure is more complicated compared to sintered magnets.Here,we investigated the effects of different GBD methods,i.e.,intergranular addition(in-situ GBD 1#),in-situ GBD from magnet surface during hot pressing and hot deformation(in-situ GBD 2#),and conventional GBD,on the magnetic prope...     

Microstructure improvement related coercivity enhancement for sintered NdFeB magnets after optimized additional heat treatment

The microstructure, especially the Nd-rich phase and the grain boundary, in sintered NdFeB magnets plays an important role in magnetic reversal and coercivity mechanism. To better understand the effects of the microstructure on the coercivity, we investigated the microstructure and properties improvements of a commercial sintered NdFeB magnet after optimized additional heat treatment. The coercivity is enhanced from 1399 to 1560 kA/m. This enhancement has been explained in terms of the evolution of the grain boundary structure, and the formation of continuous thin layers of Nd-rich phase is important for high coercivity. The micromagnetic simulation together with the numerical analysis based on the nucleation model suggest that the reversed magnetic domains nucleate mainly at the interface of multi-junctions of Nd₂Fe₁₄B grains with high stray fields during the demagnetization process. Both improved anisotropy fields at grain boundaries and reduced stray fields at multi-junction Nd-rich phases contribute to the coercivity enhancement. This work has importance in understanding the crucial microstructure parameters and enhancing the obtainable properties for sintered NdFeB magnets.