1:12型SmFe永磁材料成分设计与矫顽力机制

稀土永磁材料大规模应用于航空航天、能源技术、交通运输等重要领域,是现代科技不可或缺的关键材料。1:12(ThMn_(12))型SmFe永磁材料拥有与钕铁硼相媲美的磁性能和更高的居里温度,是目前已报道永磁材料中理论磁能积最高的材料,且组成元素储量丰富,极具应用潜力。但是该材料存在热稳定性差的难题,导致矫顽力低,无法发挥其潜力。本文分析1:12相热稳定性差的原因,总结占据不同晶位的合金元素对相稳定性和内禀磁性能的影响规律;剖析影响合金矫顽力的关键因素,揭示制备工艺与矫顽力的内在联系;论述通过多晶位元素共掺杂、控制冷却速度、晶界包覆等方法获得高磁能积1:12型SmFe永磁体的研究思路,为稀土永磁的发展提供重要参考。

弱交变磁场辅助晶界扩散增强烧结钕铁硼磁体矫顽力

采用物理气相沉积工艺在商用N35级烧结钕铁硼磁体表面沉积0.3 wt%的镝金属,并在910℃的热处理过程中施加频率为50 Hz的弱磁场,研究了弱交变磁场辅助晶界扩散对磁体矫顽力的影响。磁性能测试显示,相比于原始磁体,常规扩散和0.3 T弱交变磁场辅助扩散的矫顽力分别增加了3.28 kOe和5.02 kOe。基于扫描电镜图像,使用ImageJ软件分析了扩散磁体中的粒径分布,发现与原始磁体的平均粒径相比,磁场辅助扩散过程中晶粒没有进一步长大,但常规扩散磁体的平均粒径却增长了约0.5μm。能量色散光谱仪线扫描结果显示,在距磁体镀镝表面400~1500μm范围内,磁场辅助扩散磁体的镝含量明显高于常规扩散。结果表明,弱交变磁场辅助晶界扩散能够有效抑制晶粒长大和增加镝元素沿晶界扩散的深度;磁体矫顽力的提升应归因于这些效应的叠加。实验结果为进一步优化烧结钕铁硼磁体晶界扩散工艺提供了新方案。

基于矫顽力的12Cr1MoVG焊接接头应力检测

矫顽力检测是一种应力无损检测技术,利用矫顽力与应力的关系,能够准确地评估材料内部的应力状态。基于力磁耦合理论,研究了在不同磁化方向下,12Cr1MoVG母材、12Cr1MoVG同种钢焊接接头和12Cr1MoVG/P91异种钢焊接接头不同区域矫顽力与应力的关系。试验结果表明,磁化方向平行于应力方向的矫顽力随着应力的增大先减小后增大;磁化方向垂直于应力方向的矫顽力随着应力的增大而增大;在拉伸过程中,12Cr1MoVG同种钢焊接接头的应力集中在母材区及热影响区;12Cr1MoVG/P91异种钢焊接接头的应力集中在12Cr1MoVG母材区及其热影响区。该研究结果为铁磁性材料的矫顽力检测提供了一定理论基础。

退火工艺对VSM1068微型步进电机外壳矫顽力的影响

本研究旨在探讨VSM1068微型步进电机外壳经真空退火后矫顽力超出设计要求的问题。为降低电机外壳材料的矫顽力,将样品分别在真空、空气和氩氢混合气体介质环境下进行退火处理,运用金相分析和X-射线衍射分析法探讨了各种介质对材料微观结构和矫顽力的影响。研究结果表明,在空气介质中退火能有效降低外壳矫顽力,但形成黑色氧化膜,影响尺寸精度和电镀工艺。相比之下,氩氢气混合气体具有脱碳功能,提高了材料纯度,使得表面呈银白色,且在降低矫顽力方面表现出色,其平均矫顽力Hc值为51.6 A/m,符合设计需求。研究结果对于微型步进电机设计和性能优化具有重要意义。

硬质合金的硬度和矫顽力及其相互关系

探讨了硬质合金的硬度、矫顽力同合金显微结构和成分的关系，得到了两相高碳ＷＣ－Ｃｏ硬质合金的比矫顽力Ｈｓｃ（Ａ·ｍ２·ｋｇ－１），和维氏硬度ＨＶ（ｋｇ·ｍｍ－２）间关系的实验规律：Ｈｓｃ＝１．１６＋［（１８９７／ＨＶ）－３．３１］－１（式中系数因合金碳含量不同而异）。论述了有关物理基础，讨论了用ＨＳＣ对ＷＣ—Ｃｏ合金的ＨＶ进行评估的可能性。

烧结Sm(Co,Fe,Cu,Zr)_z的矫顽力机制及其影响因素

综述了烧结Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z的矫顽力机制及成分和工艺对矫顽力的影响。温度对矫顽力机制的影响强烈。随着温度的升高,畴壁钉扎逐渐从排斥型转变为吸引型,当温度高于胞壁相的居里温度时,畴壁钉扎机制几乎完全转变为形核机制。成分和工艺对微观结构、两相的磁学参数有一定影响,因而影响矫顽力。

矫顽力在叶片残余应力评估中的应用研究

马氏体不锈钢水轮机叶片需进行焊后热处理以减少叶片焊接残余应力,但缺乏快捷无损的方式评估消应力热处理工艺。通过预制对比试件,采用磁矫顽力和钻孔残余应力检测方法分析焊后叶片的残余应力分布情况。结果表明,在比对试件中,钻孔法测得热处理后焊缝热影响区最大主应力下降55%,远低于材料的屈服强度550 MPa,矫顽力检测值下降20%;待评估试件热处理后热影响区矫顽力下降46%,矫顽力降至母材矫顽力同等水平,表明试件焊缝位置残余应力得到有效控制。验证了基于矫顽力无损评估马氏体不锈钢焊后热处理工艺和焊接接头应力分布的可行性。

烧结钕铁硼永磁体矫顽力理论及其影响

综述了建立在不同缺陷模型基础上的烧结钕铁硼永磁体矫顽力的成核理论、热激活理论、钉扎理论和发动场理论等;简述了添加合金元素对钕铁硼磁体矫顽力的影响,通常少量多加合金元素有利于其整体性能的提高;详述了钕铁硼磁体的生产工艺,如熔炼、制粉、成型、烧结回火等对其矫顽力的影响;提出了提高烧结钕铁硼永磁矫顽力的有效途径和未来其生产研究的主要方向。

矫顽力组分定量分析揭示下蜀黄土磁化率异常降低的原因

镇江大港下蜀黄土剖面多个层位的磁化率出现异常降低,导致与北方黄土的磁化率记录难以对比.为探讨磁化率异常降低的原因,我们在大港钻探ZK孔获取了岩芯.在10个具代表性的层位采样并测量了其等温剩磁获得曲线.通过基于期望最大化算法的计算程序(Irmunmix V2.2),定量分析了样品的磁性矫顽力组分(magnetic coercivity component).结果显示这10个样品可大致分成3类,第一类不含中磁组分,第二类含有较少的中磁组分,第三类则含较多的中磁组分.矫顽力组分的含量与样品中铁锰结核的含量密切相关.铁锰结核含量高的样品,中磁组分、硬磁组分含量也高,而软磁组分含量低,与此对应的是这类样品的磁化率低.表明在铁锰结核的形成过程中,原始的软磁组分被溶解,而产生新的中磁组分、硬磁组分,这个次生变化过程导致样品磁化率异常降低.铁锰结核含量高的样品,经历过较强的还原作用,因此ZK剖面磁化率异常降低是还原作用的结果,可能是某时期降水量增大所致.

纳米复合Nd_(4.5)(Fe,Ga,Co)_(77.5)B_(18)磁体的矫顽力和交换耦合作用

通过研究Nd4.5Fe76.5-xGaxCo1.0B18(x=0-0.6,(原子分数, ％))纳米复合粘结磁体的微结构和矫顽力,发现Ga在晶界富Nd相中的分布高于(Fe,Co)3B和Nd2(Fe,Co)14B相,矫顽力随Ga含量的增加是先下降然后增加,当Ga含量较低时(x=0.2),磁体的矫顽力随退火时间的变化关系出现一个明显的峰值,这些现象可用合金的微结构和纳米双相复合磁体的交换耦合作用来解释.

高矫顽力的低钕Nd_9(FeCoZrAl)_(85)B_6纳米晶合金的制备

采用单辊快淬工艺制备了一种低钕含量Ｎｄ９（ＦｅＣｏＺｒＡｌ）８５Ｂ６纳米晶合金，研究了快淬工艺与热处理工艺对该合金纳米晶的形成及磁性的影响。结果表明快淬速度和热处理温度都明显地影响低钕含量Ｎｄ９（ＦｅＣｏＺｒＡｌ）８５Ｂ６纳米晶的形成及其磁性（内禀矫顽力ｊＨｃ，矫顽力ｂＨｃ，剩磁Ｂｒ和最大磁能积（ＢＨ）ｍ）。快淬速度２３ｍ／ｓ制备的非晶态合金，在６８５℃处理３０ｍｉｎ，可获得最佳的磁性，其粘结磁体的密度为６．０１ｇ／ｃｍ３时，Ｂｒ＝６５５ｍＴ，ｊＨｃ＝６３９．２ｋＡ／ｍ，ｂＨｃ＝３８１．６ｋＡ／ｍ，（ＢＨ）ｍ＝６５．６８ｋＪ／ｍ３。

高矫顽力烧结钕铁硼永磁研究进展

烧结钕铁硼稀土永磁具有超高的磁性能,但是居里温度较低,使其在高温领域的应用受到一定的限制.新能源汽车、风力发电等新兴产业的快速发展,大幅拉升了对耐高温烧结钕铁硼的市场需求.因此,为了提高钕铁硼材料的使用温度,通过开发新技术来提高烧结钕铁硼矫顽力;同时,为了降低产品成本和对重稀土金属的消耗,开发低Dy或无Dy的高矫顽力烧结钕铁硼磁体成为目前的研究热点.研究发现,采用细化晶粒技术、晶界扩散技术以及晶界掺杂技术均能不同程度地提高钕铁硼磁体的矫顽力.综述了这3种新技术的最新研究进展.

Sm_(2)Fe_(17)N_(x)永磁材料矫顽力机理探究及影响因素分析

矫顽力是Sm_(2)Fe_(17)N_(x)(1≤x≤6)永磁材料的重要磁参量。矫顽力机理及其影响因素研究对于Sm_(2)Fe_(17)N_(x)永磁材料的开发具有重要意义。采用振动样品磁强计(VSM)测试Sm_(2)Fe_(17)N_(x)粉末在不同磁化场下的磁特性曲线,并对Sm_(2)Fe_(17)N_(x)永磁材料的矫顽力机理进行探究。结果发现,随着磁化场H_(app)的增大,取向样品的矫顽力H_(cj)和磁化强度M均逐渐增加,当磁化场H_(app)≥19 kOe时,矫顽力H_(cj)和磁化强度M均不再增加。Sm_(2)Fe_(17)N_(x)永磁材料的矫顽力属于反磁化畴形核机理。此外,还对还原扩散法制备Sm_(2)Fe_(17)N_(x)永磁材料的矫顽力影响因素进行了分析总结。结果发现,通过控制合理的还原扩散温度、氮化的温度和时间、球磨时间、球磨条件和防氧化,可获得接近单畴尺寸的均匀粒子,有利于减少软磁相α-Fe、杂质相和降低颗粒表层损伤,从而提高Sm_(2)Fe_(17)N_(x)粉末的矫顽力。

纳米复合钕铁硼磁体的矫顽力模型及影响因素综述

总结了纳米复合钕铁硼磁体的矫顽力模型,并分析了晶间交换耦合作用、相互作用畴、静磁耦合作用及添加元素等对矫顽力的影响。当晶粒尺寸较小时,晶间交换耦合作用的增强和相互作用畴的存在不利于矫顽力的提高;静磁耦合作用对矫顽力的影响还存在争论,有待于进一步的研究。

基于矫顽力特性的钢板应力检测技术

矫顽力是铁磁性材料磁滞回线的一个重要参数,当材料受到应力作用而发生形变时,材料的磁畴结构发生变化,矫顽力会发生变化,因此矫顽力可以反映材料的受力状态。研究了钢板矫顽力测量机理,设计了钢板矫顽力测量系统,使用U型传感器对不同应力作用下的钢板进行测量。结果表明:拉应力作用时,在平行于应力方向进行磁化,矫顽力变小;压应力作用时,在垂直于应力方向进行磁化,矫顽力变小;随着应力集中的程度加深,矫顽力进一步变小。

时效对NdFeB烧结磁体的矫顽力和显微组织的影响

本文主要研究了时效对ＮｄＦｅＢ烧结磁体的矫顽力和显微组织的影响。结果表明，６００℃左右的时效可显著提高烧结ＮｄＦｅＢ磁体的矫顽力。原因在于：①时效使主相晶界平直、规整，从而使反磁化畴难以形核。②晶界中的微粒相数量增多，强化了对晶界的钉扎。正是这两种因素的共同作用使得时效后磁体的矫顽力提高了。

晶粒尺寸分布对纳米硬磁材料有效各向异性和矫顽力的影响

以Nd2Fe14B为例,研究了单相纳米晶硬磁材料中有效各向异性和矫顽力随晶粒尺寸及其分布的变化关系.计算结 果表明:材料的有效各向异性和矫顽力随晶粒尺寸减小而降低,当平均晶粒尺寸小于20 nm时,其减小更为迅速;晶粒尺寸的非 理想分布没有改变有效各向异性和矫顽力随晶粒尺寸的总体变化规律,但使材料有效各向异性和矫顽力进一步下降.当微结构因子 pc取值为0.7时,计算结果与Manaf等人关于矫顽力的实验结果非常接近.纳米晶硬磁材料的矫顽力随晶粒尺寸下降主要是有 效各向异性常数或各向异性场的减小引起的.

高矫顽力2:17型SmCo永磁合金的时效处理与磁性能的研究

利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线电子能谱分析以及磁性测量的方法,研究了高矫顽力2:17型钐钴稀土永磁合金在等级时效过程中磁性能的变化与时效处理条件及显微组织结构的关系。试验结果表明:合金一经时效,就由单相固溶体分解为2:17相和1:5相,在随后降低温度的等级时效过程中,内禀矫顽力H_(ci)的提高可以认为是由两相成分的变化进而导致畴壁能差的变化引起的,另外时效过程中产生的晶界析出物对矫顽力的提高也起了一定的作用。

外加应力与残余应力对低碳钢Q235矫顽力的影响

由U型铁芯和构件的被测部分构成了一个闭合磁路,在U型铁芯上缠绕激励线圈和感应线圈,由激励线圈中的电流信号与感应线圈中的电压信号测绘出不同应力条件下被测试样的未饱和磁滞回线,得出试样矫顽力Hc与外加拉应力、由塑性变形引起的残余应力之间的关系。外加拉应力使材料的矫顽力Hc减小,而残余应力在材料内部产生位错的钉扎效应使矫顽力Hc增大。冷作硬化过程中,材料矫顽力Hc的变化为外加应力与残余应力综合作用的结果。

HDDR各向异性NdFeB矫顽力机理的研究

研究了HDDR各向异性NdFeB永磁材料的矫顽力机理。通过对材料磁化过程的研究以及对其显微组织结构的观察分析,发现其矫顽力机制起源于畴壁挣脱主相Nd2Fe14B晶粒边界以及晶粒团边界富钕相的钉扎机制,其中富钕相对材料畴壁的钉扎是决定其矫顽力的关键因素。通过理论计算,其结果与材料实际的矫顽力十分接近。此外,还进行了验证性实验并提出了改善材料矫顽力的途径。