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.      

烧结Nd-Fe-B磁体晶界扩散TbH2高温稳定性及其机理

采用涂敷方式,在烧结钕铁硼表面均匀涂敷TbH₂粉末,经过不同的扩散温度处理,制备出晶界扩散磁体。研究了晶界扩散TbH₂对烧结Nd-Fe-B磁体常温磁性能及高温稳定性的影响,并分析了磁体矫顽力提升的机理。常温磁性能研究表明,扩散磁体经过890 ℃+490 ℃工艺处理后性能达到最优,矫顽力从1 383 kA/m提升到1 988 kA/m。高温磁性能结果显示,扩散磁体200 ℃的矫顽力温度系数|β|比原始磁体降低0.032%/℃,磁通不可损失hirr比原始磁体降低21.47%,扩散TbH₂明显提高了烧结Nd-Fe-B磁体的热稳定性。分析得出,晶界扩散TbH₂磁体矫顽力提升的机理是Nd₂Fe₁₄B晶粒外延层形成了（Tb, Nd）₂Fe₁₄B核壳结构,提高了磁晶各向异性场;同时改善了磁体的微观组织结构,有效地隔绝了晶粒之间的磁交换耦合作用。      

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...     

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。     

DyAl合金薄膜在NdFeB基体上真空热扩渗行为的研究

采用直流(DC)磁控溅射的方法,在烧结NdFeB磁体表面制备了DyAl合金薄膜,镀膜样品经真空热扩渗(800℃×6h)和时效处理(900℃×2.5h+490℃×5h),研究了样品的微观结构组织与磁性,并对Dy、Al元素在基体中的真空热扩渗行为进行了探讨。结果表明,随着DyAl合金薄膜厚度的增加,磁体的内禀矫顽力Hcj相应提高,内禀矫顽力Hcj提高176kA/m(2.2kOe)。通过对样品微观组织结构观察发现,Dy和Al元素沿晶界富Nd相优先扩散,大量集中分布在主相晶粒表层和富Nd相交界处,不仅改善了晶界表面浸润性,也改变了主相晶粒表层合金成分和微结构,这种晶粒表面与晶界相的改性导致烧结NdFeB磁体的内禀矫顽力Hcj提高。     

(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.      

烧结钕铁硼磁体晶界扩散Dy/DyFe工艺研究

研究了晶界扩散工艺在烧结钕铁硼中的应用,采用晶界扩散渗Dy/Dy Fe合金的方法,将重稀土元素Dy扩散到烧结钕铁硼磁体内部。在高真空6×10-3Pa下,900℃×3.5 h进行扩散,再在2×102Pa,530℃×3 h下进行回火。选择性地进行追加热处理。研究了此种工艺对烧结磁体的磁性能、磁通不可逆损失和微观组织的影响。结果表明对磁钢进行晶界扩散Dy,使矫顽力增幅为15.69%。通过晶界扩散DyFe使矫顽力增幅为22.40%。晶界扩散Dy后的磁钢在160℃/1h下,磁通不可逆损失从6.3%下降到1.1%,在180℃/2h下,磁通不可逆损失从22.6%下降到6.3%。在一定的热处理条件下,重稀土元素择优分布在主相和晶界相的交界处,这种改性的晶界结构和成分提高了各向异性场,大幅提高磁体的矫顽力和耐热性。     

基于Nd6Co13Cu晶界重构的高抗蚀性钕铁硼磁体

抗蚀性差是长期限制多元多相钕铁硼永磁材料应用的关键问题之一。富Nd晶界相电极电位远低于Nd₂Fe₁₄B硬磁主相，是导致抗蚀性差的组织结构根源。本文基于晶界重构思路，设计并制备了Nd₆Co₁₃Cu (%,原子分数)高电位辅合金和(Pr, Nd)_28.00Fe_balB_1.03 (%,质量分数)低稀土含量的2∶14∶1型主合金，通过双合金方法，制备了不同Nd₆Co₁₃Cu添加量的重构磁体，综合磁性能/抗腐蚀性能测试和显微组织结构/成分分析，揭示了重构磁体的性能变化规律和调控机理。结果表明，2%Nd₆Co₁₃Cu添加量的重构磁体综合性能优异，总稀土含量仅为28.46%,湿热环境下96 h腐蚀失重仅为0.28 mg/cm²,为相同稀土含量未重构磁体的26%,磁性能[B_r=14.03 kG,H_cj     

LiClO4预氧化Ni0.8Co0.17Al0.03(OH)2提升锂离子电池的循环稳定性

层状高镍正极材料（LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂）因为具有高的镍含量，相比于LiCoO₂拥有更高的比容量和更低的成本，受到了大众的欢迎。然而，循环过程中容量的快速衰退阻碍了LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂的进一步商业化使用。其中，Li+/Ni2+混排现象是造成材料不良循环性能的主要原因之一。本文中，使用具有强氧化性的LiClO₄对Ni_0.8Co_0.17Al_0.03（OH）₂前驱体进行预氧化处理。X射线衍射（XRD）测试和精修结果显示，LiClO₄处理后的LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂（LiClO₄-NCA）样品有着更低的Li+/Ni2+混排程度，这与X射线光电子能谱（XPS）测试得到的正极材料中Ni2+/Ni3+结果相一致。电化学测试结果显示，LiClO₄-NCA相比于原始样品LiNi_0.8Co_0.17Al_0.03O₂（NCA）具有更优异的循环性能，1 C倍率循环100圈后，LiClO₄-NCA的容量保持率（94.3%）明显高于NCA（82.4%）。LiClO₄-NCA优异的电化学性能归因于LiClO₄促进了材料中的Ni2+转化为Ni3+，减少了阳离子混排现象，保持了更完整的层状结构。因此，LiClO₄对Ni_0.8Co_0.17Al_0.03（OH）₂前驱体进行预氧化处理可以改善材料中的Li+/Ni2+混排现象，优化层状高镍正极材料的循环稳定性。      

Effect of aluminum on microstructure and magnetic properties of sintered Nd-Fe-B magnets processed by grain boundary diffusion of Tb-Al

The grain boundary diffusion process(GBDP) of Tb can improve the coercivity of sintered Nd-Fe-B magnets.In this study,the effect of AI on the diffusion of Tb in the GBDP was investigated.The content of diffused Tb-Al was precisely controlled by adjusting the magnetron sputtering process.The Tb equivalent of Al was also studied.Results show that AI promotes the diffusion of Tb deeper into the magnet,reducing the thickness of the shell in the core-shell structure.This study is helpful for further ...     

晶间合金化Ga元素对烧结Nd-Fe-B磁性能与显微组织的影响

用晶间合金化方式直接在(NdPr)29.6(FeCuZr)69.2B1.0粉中加入0.3%Ga(质量分数,以下同),磁体的内禀矫顽力从943.5kA/m提高到1181.0kA/m。分别用晶间合金化方式和传统合金化方式在(Nd-PrDy)30.0(FeCuZr)69.0B1.0中加入0.2%Ga,前者的内禀矫顽力达到1224.0kA/m,远高于后者的971.5kA/m。显微组织结构分析表明:用晶间合金化方式加Ga后改善了边界结构,没加Ga时晶粒边界不平直,晶界处缺陷较多;加Ga后晶界平直光滑,Ga主要分布在晶界,而晶内Ga含量极低。     

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的合成与性能

采用共沉淀-高温固相法制备LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂正极材料,利用XRD和SEM对所制试样的晶体结构和形貌进行表征,研究了烧结温度对材料电化学性能的影响.结果表明,焙烧温度为850 ℃制备的材料具有较好电化学性能,在25 ℃,电压范围为2.75~4.2 V,1 C充电6 C放电下首次放电比容量为124.2 mAh/g,50次循环后容量保持率为95.2 %.      

Magnetic field stability of PrFeB magnets developed by GBD for cryogenic permanent magnet undulators

The magnetic field stability of the PrFeB magnets is one of the key points which affect its application in such devices as cryogenic permanent magnet undulators. In this study, the magnetic properties and microstructure of PrFeB magnets, which were developed by the grain boundary diffusion, were examined. The demagnetizing field distribution of the cryogenic permanent magnet undulator made using the PrFeB magnets was simulated by Radia, and the change mechanism of the irreversible demagnetization following treatments at high temperatures was experimentally studied. The results show that the intrinsic coercivity of the PrFeB magnets can be increased by diffusion of Tb. Meanwhile, the remanence of the magnets displays almost no loss, and the increasing range is closely related to the orientation thickness of the PrFeB magnet. Therefore, the PrFeB magnets developed using grain boundary diffusion are found to have extremely high comprehensive magnetic properties. The irreversible demagnetization of the PrFeB magnets developed by grain boundary diffusion for the CPMU is determined to be significantly improved following high-temperature treatments.