新型功能材料——磁致伸缩材料

磁致伸缩材料是一种重要的功能材料,当改变外磁场时磁致伸缩材料的长度及体积均会发生变化,反之当材料发生变形或受力时材料内部的磁场也会随之发生变化。它具有电磁能和机械能相互转换的功能,是声呐换能器的重要材料,在大桥桥梁减震、油井探测、海洋探测与开发、高精度数字机床、微位移传感器、高保真音响等方面有着广泛的用途。     

(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.      

热处理对Nd12.3Fe81.5Cu0.2B6快淬薄带组织和磁性能的影响

研究了不同热处理制度对Nd12.3Fe81.5Cu0.2B6合金薄带的组织和磁性能的影响.结果表明在550℃,15min热处理后的合金薄带有最佳的磁性能,达到Jr=1.006T,Hci=793.7kA/m,(BH)max=146kJ/m3.与淬态样品相比,剩磁、矫顽力、磁能积分别提高了18.1%、48.7%、95.0%.用X射线衍射仪和VSM对Nd12.3Fe81.5Cu0.2B6合金淬态样和退火样进行了相分析,发现淬态样中存在少量非晶相,导致其性能偏低.随着退火温度的升高和退火时间的延长,Nd2Fe14B相晶粒长大,降低了晶粒间的交换耦合作用,导致磁性能下降.用TEM对550℃,15min热处理后的合金薄带研究发现:添加Cu后得到细小均匀、晶粒大小约为30nm的组织,并且大部分晶粒呈多面体形状.处理后的合金薄带中基本不合非晶相.     

Ti和C对（Nd0.4Pr0.6）9Fe76B15快淬带晶化过程及磁性能的影响

采用熔体快淬法制备了成分为（Nd0.4Pr0.6）9Fe76B15和（Nd0.4Pr0.6）9Fe72Ti4B15-yCy（y=0-4）的合金薄带,研究了Ti和C含量对快淬带非晶形成、晶化过程及磁性能的影响。结果表明：Ti和C的添加极大地促进了快淬带的非晶形成能力。随C含量增加,非晶形成能力增强,当y=4时,只需要7m/s辊速就可以得到完全非晶,最佳热处理后磁性能达到：Br=0.88T,Hci=618kA/m,（BH）max=109.8kJ/m3。研究还表明,添加Ti元素可以避免（Nd0.4Pr0.6）9Fe76B15非晶晶化过程中（Nd,Pr）2Fe23B3亚稳相和（Nd,Pr）1.1Fe4B4相的生成,从而大大提高矫顽力。（Nd0.4Pr0.6）9Fe76B15合金的晶化过程为：Amorphous phase（A）→（Nd,Pr）2Fe23B3→（Nd,Pr）2Fe14B＋α-Fe→（Nd,Pr）2Fe14B＋（Nd,Pr）1.1Fe4B4＋α-Fe。而（Nd0.4Pr0.6）9Fe72Ti4B15合金的晶化过程为：Amorhous phase（A）→α-Fe＋A′→（Nd,Pr）2Fe14B＋α-Fe＋Fe3B。     

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.     

自蔓延高温合成钡铁氧体的研究

介绍了自蔓延高温合成技术合成BaFe12O19的过程，研究了热处理对产品性能的影响。用VSM对产物的磁性能进行了测量，用XRD对产物的物相进行了分析，用SEM对产物形貌和组织进行了观察。结果表明，采用自蔓延（SHS）高温合成的BaFe12O19具有良好的磁性能。     

放电等离子烧结纳米晶NdFeB合金的组织特征和磁性能

通过对快淬NdFeB粉末进行放电等离子烧结(SPS),制备出各向同性NdFeB永磁材料,研究了烧结工艺对磁体组织形貌和性能的影响.结果表明,SPS烧结产生的颗粒放电导致粉末边界区域晶粒长大,形成了边界粗晶区,而粉末内部仍保持了快淬粉末的细晶结构.烧结温度和压力对晶粒尺寸有较大的影响,从而影响烧结磁体的磁性能.较低的烧结温度和高的烧结压力既可以获得高致密磁体,也可以有效减小粗晶区的尺寸,从而提高材料综合磁性能.     

稀土超磁致伸缩合金结晶形貌研究

研究了成分为Ｔｂ０３Ｄｙ０７（Ｆｅ１－ｘＭｘ）１９５（Ｍ＝Ｍｎ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｂ，ｘ＝００３）的合金在高温度梯度区熔定向凝固过程中的结晶形貌与晶体生长速度ｖ，温度梯度ＧＬ之间的关系。发现当温度梯度一定时，随结晶速度增加，结晶形貌由平面晶向胞状晶、胞枝状晶和树枝晶转变。合金的结晶速度为一定时，随温度梯度ＧＬ由低向高变化，合金由发达的树枝晶向胞枝状晶和胞状晶转变。当合金具有胞枝状晶形貌时，＜１１２＞沿棒状样品的轴向取向，此时合金可获得优异的磁致伸缩性能。     

快淬Fe83Ga17合金薄带的显微组织和磁致伸缩性能

采用熔体快淬方法制备4种厚度的Fee83Ga17合金薄带,研究了不同厚度薄带的组织结构和磁致伸缩性能.合金薄带的组织结构和磁致伸缩性能与快淬时的冷速密切相关,12 m/s制备的75 μm厚薄带的磁致伸缩系数λ值最高,达到了-2100×10-6;XRD和DSC分析确定了在厚度为45,55和75 μm薄带中出现了有序的D03结构相,75 μm厚薄带在669℃发生A2+D03→A2的相转变;对薄带组织形貌的观察发现,提高快淬的冷速有利于抑制富Ga相的析出.薄带样品大的磁致伸缩效应主要来源于析出的特殊D03结构相和薄带样品大的形状各向异性.     

热处理对Tb—Dy—Fe合金声速和弹性模量的影响

本文研究了＜１１２＞轴向取向Ｔｂ０３１Ｄｙ０６９（Ｆｅ１９５Ｍ００５）１９５（Ｍ＝Ｍｎ,Ａｌ等）合金的声速和弹性模量与外加磁场的关系。随着磁场强度的增加,弹性模量和声速逐渐降低,在１０ｋＡ／ｍ时达到最小,随后逐渐增加。在９５０～１０８０℃热处理３ｈ,在相同磁场下材料的声速和弹性模量达到最低值。