不同类型电磁加热用磁条材料的成分、结构与性能对比分析

通过电子探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、综合物性测量系统(PPMS)、软磁测量装置(MATS-2010SA、MATS-2010SD),分析并对比了电磁炉厂商使用的不同类型锰锌铁氧体磁条材料在化学成分、显微结构和磁性能上的差异,从材料学的角度揭示了电磁炉能效出现波动的原因。结果表明,不同供应商、不同类型的锰锌铁氧体磁条在化学成分、微观形貌和磁性能上差别较大。不同磁条的Mn与Zn的原子比处在1.21~3.90之间,在二次料生产的磁条中添加了较多的Ca、Si等元素。一次料制备的锰锌铁氧体磁条材料晶粒大小均匀、气孔率低,磁性能明显优于二次料磁条,而一次料磁条之间差别不明显。不同磁条的化学成分和显微结构上的差别导致性能出现波动,从而对电磁炉能效造成影响。     

Nd_δFe_(14)B(δ=2.18～11)纳米晶合金的性能及矫顽力机理分析

通过直接甩带制备出不同富稀土含量的NdδFe14B(δ=2.18~11)纳米晶合金,并对其性能和矫顽力机理进行了研究。结果表明,在最佳条件下制备的NdδFe14B合金中,随着合金中Nd含量的增加,其矫顽力从1021k A/m提高到了1713k A/m,剩磁从0.80T减小到0.38T,饱和磁极化强度Js和Js/Js(Nd2Fe14B)逐渐减小,磁能积从104k J/m3降低至29k J/m3。其中,Nd2.82Fe14B合金的Jr/Js=0.52、Nd11Fe14B合金的Jr/Js=0.51,表明磁性颗粒间交换耦合作用仍然存在,但Nd11Fe14B的交换耦合作用相对较弱;两种薄带合金的矫顽力行为均具有钉扎机制特征。通过构建NdδFe14B合金矫顽力和硬磁性颗粒间相对距离之间的关系,发现其矫顽力和距离基本满足线性关系。     

Gd99.75Fe0.25合金的大磁热效应及应用特性研究

采用X射线衍射、物理性能测试系统、显微硬度计及电化学工作站研究了经氩弧熔炼、1123 K均匀化热处理168 h的 Gd99.75Fe0.25合金的磁热效应及应用特性。结果表明：Gd99.75Fe0.25合金仍保持纯Gd的六方晶体结构;Gd99.75Fe0.25合金的居里温度为294 K,且在居里点附近发生铁磁到顺磁的二级相变,2和5 T外场下的最大磁熵变分别为4.99和9.37 J·kg-1·K-1,均大于纯Gd;Gd99.75Fe0.25合金的显微硬度（HV0.2）590 MPa,与纯Gd相当,但少量Fe的掺杂提高了Gd的耐蚀性。含少量Fe的Gd99.75Fe0.25合金具有大的磁热效应及良好的应用特性,是一种有很大应用潜力的室温磁致冷材料。     

通过优化偶联剂含量改善磁粉芯综合性能

磁粉芯在工程应用中会遇到体积变化引起的开裂、磁性能低等问题,目前未见关于这方面的研究。通过在羰基铁粉磁粉芯（包含磁环、磁片和一体成型电感）中加入不同含量 KH550 硅烷偶联剂,研究其成型性、磁性能和力学性能,并利用 SEM、TMA 和 LCR 等测试分析偶联剂对磁粉芯性能影响的作用机理。研究表明偶联剂能将树脂“约束”在磁粉表面,并在固化过程中带动磁粉颗粒重排,从而增加磁粉芯的膨胀系数。添加 0 wt.%和 0.1 wt.%偶联剂的磁粉芯具有负的膨胀系数,容易收缩开裂。当偶联剂含量达到 0.3 wt.%、0.5 wt.%和 0.7 wt.%时,树脂固化过程中磁粉芯的膨胀系数升高,从而增加磁粉芯的体积,有效抑制磁粉芯的开裂倾向。但是,体积的增加会降低磁粉芯的密度、磁导率、Q 值和力学性能,增加损耗。综合考虑磁粉芯的成型性和其他性能,偶联剂添加的最佳比例是 0.3 wt.%。揭示了偶联剂对磁粉芯膨胀系数等综合性能的影响规律,可为高性能磁粉芯的工程化应用提供重要理论依据。     

熔体快淬Gd96V4合金的磁性能和磁热效应

采用熔体快淬法制备了Gd96V4合金带材,利用X射线衍射(XRD)分析了熔体快淬带的相结构,通过综合物性测量系统(PPMS)研究了合金的磁性及磁热效应,并运用Landau理论分析了合金的磁性转变和比热.研究结果表明,Gd96V4合金完全保持了纯Gd的六方相结构,其居里温度为294.5K,在居里温度附近的磁特性符合二级相变规律;在5T外场下,最大磁熵变为9.35J/(kg·K).在温度为294K时计算的比热△Cp为145.23J/(kg·K).自发磁化强度M(0,0)=249.6emu/g,即每个分子式的饱和磁矩μS=6.8μB.与纯Gd相比,含少量V的Gd96V4合金具有较大的磁熵变,是一类有很大应用潜力的室温磁致冷材料.     

等离子喷涂制备MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合涂层的高温氧化行为

以高能球磨法制备的纳米MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合粉末为喷涂材料,利用等离子喷涂技术在GH4169合金表面沉积了MoSi<sub>2</sub>-CoNiCrAlY复合涂层,并研究了GH4169基材和复合涂层合金试样在900°C静态大气环境下的循环氧化行为。结果表明：复合涂层表现出较好的抗高温氧化性能,其氧化速率仅为1.23×10<sub>-7</sub> mg<sub>2</sub>.cm<sub>-4</sub>.s<sub>-1</sub>,这归因于MoSi<sub>2</sub>在氧化早期形成了SiO<sub>2</sub>相,可以自封氧化膜。氧化后期SiO<sub>2</sub>的脱落,Mo<sub>5</sub>Si<sub>3</sub>相的再次氧化生成MoO<sub>3</sub>和MoO<sub>2</sub>气相,以及MoSi<sub>2</sub>的内氧化直接气化,会降低涂层的抗氧化性能。     

分步酸溶法提取镍基高温合金粉末中非金属夹杂物的研究

本文提出利用分步酸溶法准确提取镍基高温合金粉末中非金属夹杂物,实现夹杂物的定量表征。首先选用最佳配比为HCl:HNO3=6:1的混合浓酸溶解镍基高温合金粉末,然后利用H2O2-草酸体系和稀酸将酸溶产物和难溶金属元素完全溶解。利用SEM、EDS等表征手段分析了最终获得的非金属夹杂物的数量、形貌、成分和尺寸分布,结果表明,该方法具有简便快速、分离效率高、回收率高、对非金属夹杂物的影响较小、可提取夹杂物粒径范围广等优点。此外,本文还对比了分步酸溶法和水淘洗法的提取效果,发现分步酸溶法对粒径大于50μm的夹杂物提取效果与常用的水淘洗法基本一致,而对粒径小于50μm的夹杂物提取效果显著提升。     

化学共沉淀工艺及焙烧温度对钡铁氧体纳米粉末性能的影响

通过化学共沉淀和后续焙烧工艺制得了纳米级六角(M)型钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19))颗粒。分析表明,BaFe_(12)O_(19)颗粒的品质与化学共沉淀反应时长以及焙烧温度的高低密切相关:随着化学共沉淀反应时间的延长,其反应产物经焙烧后制得的BaFe_(12)O_(19)相体积分数愈高;化学共沉淀反应时间相同时,焙烧温度愈高,产物粒径愈大;焙烧温度相同时,化学共沉淀反应时间愈长,产物粒径愈大。当化学共沉淀反应时间为5h、焙烧温度为900℃时,得到磁性能最佳的硬磁颗粒:矫顽力H_c=5934 Oe,剩磁温度系数(α)=–0.176%/℃,矫顽力温度系数(β)=0.043%/℃;当化学共沉淀反应时间为5h、焙烧温度为1100℃时,测得焙烧产物的饱和磁化强度M_s为66.9emu/g,已接近BaFe_(12)O_(19)的饱和磁化强度理论值(72.0 emu/g)。     

42CrMo钢等离子氮碳共渗厚化合物层工艺及组织性能

研究了42CrMo钢等离子氮碳共渗过程中CO2体积分数、温度、气压对化合物层厚度的影响,并对最佳工艺参数的组织和性能进行了分析。结果表明,42CrMo钢最佳等离子氮碳共渗工艺参数为:N2∶H2=1∶1,CO2体积分数3%,气压500 Pa,温度560℃,时间2 h,2%RE(稀土元素)。处理后化合物层主要由γ’-Fe4N和FeC两相组成,硬度、抗磨损性显著提高。