Nb元素对纳米晶(Nd,Pr)FeB/α-Fe复合永磁合金显微结构与磁性能的影响

添加Nb元素会使(Nd,Pr)FeB/α-Fe纳米晶复合永磁合金的平均晶粒尺寸显著减小。用AFM观察快淬(Nd,Pr)10.5Fe81.5-xNbxCo2B6(x(at%,下同)=0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0)合金条带自由表面的显微结构,晶粒平均直径从不含Nb的(Nd,Pr)10.5Fe81.5Co2B6合金的175nm减小到含2at%Nb的(Nd,Pr)10.5Fe79.5Nb2Co2B6合金的68nm,晶粒平均直径细化了61%;当Nb超过2at%后,Nb含量的增加对晶粒的细化作用明显减弱,含3at%Nb的合金平均晶粒直径为63nm,比含2at%Nb仅细化了7.3%。含2at%Nb的(Nd,Pr)10.5Fe79.5Nb2Co2B6合金,粘结磁体磁性能达到最佳值,Br=0.665T,Hci=748kA·m-1,(BH)m=73kJ·m-3。Nb元素含量在2at%Nb以下时,合金晶粒粗大,磁性能较低;超过2at%后,富集在晶界处的富Nb晶间相加厚,晶粒间的交换作用和剩磁增强效应减弱,合金的内禀矫顽力虽然增加,但剩磁Br和最大磁能积(BH)m降低。

NdFeB纳米晶双相复合永磁合金

概述了 NdFeB 纳米晶双相复合永磁合金的发展状况,对前当的研究动向做了介绍和分析。

纳米晶复合永磁合金的磁滞行为与组织结构

研究了经过不同热处理的ＮｄＦｅＢ系纳米晶复合永磁合金的磁滞行为，根据磁滞回线一阶导数 曲线ｄＭ／ｄＨ～Ｈ分析了双相磁体磁滞回线Ｍ～Ｈ的变化情况，采用ＸＲＤ和ＴＥＭ对各典型回线 对应的样品组织结构进行了观测分析，在欠时效和过时效条件下，ｄＭ／ｄＨ～Ｈ曲线均出现双峰，但对 应不同的显微组织和不同的机制．在峰值时效条件下，合金由２：１４：１和α－Ｆｅ双相组成，ｄＭ／ｄＨ～Ｈ 曲线由单峰组成，磁滞回线表现为单相磁体的磁滞行为。

Nd-Fe-B双相复合永磁合金快淬带织构与显微分析

利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了双相复合永磁合金快淬带的织构与形貌。结果表明合金快淬带自由面存在择优取向。与三元Nd -Fe -B合金相比 。

非晶晶化法制备Nd_8Fe_(83-x)Co_3Nb_xB_6(x=0,1)纳米晶双相复合永磁合金

采用非晶晶化方法制备出Nd8Fe83-xCo3NbxB6(x=0,1)纳米晶双相复合永磁合金,并借助XRD、VSM等分析手段研究了该方法制备的永磁合金的显微结构及磁性能。结果表明,Nd8Fe82Co3Nb1B6合金熔体经25 m/s快淬,在670℃/30 min退火处理后,制备的块体合金的最佳磁性能为Br=0.85 T,Hcj=152 kA/m,(BH)max=47.5 kA/m3.Co、Nb的添加使软、硬磁相的晶化温度都有所提高,可有效提高合金的高温稳定性。Nb的加入除了可以提高合金的非晶形成能力外,还可以细化晶粒,改善其显微结构,从而提高合金的磁性能。

复合永磁合金(Nd-Fe-B系)快淬带的EDS研究

利用X -Ray能谱仪分析了两种双相复合永磁合金快淬带的成分形貌。

纳米双相复合永磁合金热压变形织构的研究进展

纳米双相永磁材料在热变形中难以获得R(Nd,Pr)2Fe14B相的易磁化轴晶体织构(磁织构),这成为提高材料磁性能所需解决的关键难题。通过添加Cu、Zn元素或施加大的单轴压应力等方法使得这种贫稀土的R-Fe-B合金在热压变形过程中获得了磁织构,并对磁织构的形成机制进行了研究。此外,在Nd-Fe-B永磁材料磁织构的分析表征上,开始应用电子背散射衍射(EBSD)新技术并积累了一定的经验,这将有助于热变形磁织构形成机理的研究。对上述两方面的研究进展进行了综述。

纳米复合(NdDy)_2(FeNb)_(14)B/α-Fe永磁合金

采用单辊急冷法并晶化退火制备了高剩磁、高矫顽力和高磁能积的（NdDy）2（FeNb）14B/α-Fe纳米复合永磁合金，其最佳磁性能分别为Br=1.02T，Hci=702KA/m，（BH）max=134KJ/m3．合金的组织结构由硬磁相（NdDy）2（FeNb）14B和软磁相α-Fe在纳米级范围内复合而成·两相的平均晶粒尺寸为30nm．该种合金优异的磁性能起源于纳米晶硬磁相和软磁相之间的磁交换耦合作用．

熔体过热对Nd_9Fe_(70)Ti_4C_2B_(15)纳米复合永磁合金过冷度、非晶形成能力和晶化行为的影响

采用差热分析法研究了Nd_9Fe_(70)Ti_4C_2B_(15)永磁合金形核过冷度与其熔体过热度的关系。在此基础上,通过对不同熔体过热度的快淬薄带进行凝固组织结构分析、磁性能测试和差热分析,研究了熔体过热度对合金的非晶形成能力和晶化行为的影响。结果表明:在28~168 K的过热度范围内,Nd_9Fe_(70)Ti_4C_2B_(15)合金的过冷度随着熔体过热度的提高而显著增大了约80 K,它们之间呈现非线性关系;过冷度拐点对应的临界过热度为68 K,在小于68 K的过热度范围内,过冷度随过热度的提高而急剧增大了67 K,而在大于68 K的过热度范围内,过冷度随之而变化的幅度不大,其间的平均过冷度达到了174 K。熔体过热度为60 K时,快淬薄带的微观组织由Nd_2Fe_(14)B,Fe_3B和α-Fe纳米晶构成,其磁性能为H_(ci)=992.91 k A·m^(-1),B_r=0.56 T,(BH)_(max)=45.81 k J·m^(-3);熔体过热度提高至90和110 K时,快淬薄带的微观组织由纳米晶和非晶构成,且熔体过热温度越高,非晶的量越大;熔体过热度提高至150 K时,快淬薄带的微观组织由完全非晶构成。快淬薄带中的部分非晶或完全非晶在晶化退火过程中的相变都沿循以下路径:Am(非晶相)→Am'+Fe_3B→Fe_3B+Nd_2Fe_(23)B_3→Fe_3B+Nd_2Fe_(14)B+α-Fe。

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe系纳米晶复合永磁合金的磁黏滞行为及其交互作用

利用扫描速率法研究纳米晶复合永磁合金Nd_(8.5)Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)Dy_1,Nd_(9.5)Fe_(75)Co_5Zr_3B_(6.5)Nb_1和Nd_(9.5)Fe_(75.4)Co_5Zr_3B_(6.5)Ga_(0.6)的磁黏滞行为,计算了合金的扰动场及磁交换长度,分析了其交互作用、微观结构和磁性能之间的关系.结果表明,3种合金的扰动场分别为4.80,4.87和5.09 k A/m;磁交换长度差别不大,分别为4.53,4.41和4.20 nm.Nd_(9.5)Fe_(75)Co_5Zr_3B_(6.5)Nb_1合金的交互作用最强,主要是因为合金中的晶粒尺寸细小(约为15 nm)且分布均匀.3种合金均呈单一的硬磁特征,其中Nd_(9.5)Fe_(75.4)Co_5Zr_3B_(6.5)Ga_(0.6)合金磁化反转的一致性最好,使得其剩磁较高,最大磁能积较大.

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米晶双相复合稀土永磁合金的磁性研究

采用单辊熔体快淬法将名义成分为Nd7.5Fe92.5-xBx(x=4.5,5.5,6.5,7.5at.%)的母合金制备成Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶双相复合稀土永磁合金薄带.对母合金和合金薄带的磁性能进行对比分析,并分别讨论了合金中硼含量与快淬速度对合金薄带磁性能及薄带厚度的影响.

纳米晶复合Pr_8Fe_(87)B_5永磁合金磁性能与显微组织研究

用XRD、TEM及VSM等研究了纳米晶复合Pr8Fe87B5永磁合金不同淬态的显微组织及磁性能。合金获得的最高性能为 :Br=1.33T,HcJ=471.8kA/m,(BH)max=186.4kJ/m3。

一种新的高性能纳米复合永磁合金

日本学者研究发现在Nd-Fe-B基纳米复合材料中添加Ti、C等元素可改善其磁性能，从而开发出一种新的高性能纳米复合永磁合金Nd9Fe73814-xCxTi4。该永磁合金采用旋转熔体快淬的方法，将经高频加热的熔体从石英管低部的喷口喷注到Ф250mm的旋转铜辊面上制成。

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复相永磁合金微结构的形成

研究了使用不同快淬速度制备的Ｎｄ３．６Ｐｒ５．４Ｆｅ８３Ｃｏ３Ｂ５合金中Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ／α－Ｆｅ复合纳米晶结构的形成．采用Ｘ射线（ＸＲＤ）、透射显微（ＴＥＭ）分析技术和振动样品磁强计（ＶＳＭ）观测和测量了材料的微结构和磁性．结果表明，使用最佳淬速（２０ｍ／ｓ）形成的Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ／α－Ｆｅ复合纳米晶结构晶粒细小，晶粒尺寸均匀．Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相和α－Ｆｅ相的平均晶粒尺寸分别为１４ｎｍ、１６ｎｍ．合金中α－Ｆｅ相的体积分数为４８．６％．纳米晶合金的磁性能为Ｊｒ＝１．１０８Ｔ，Ｈｃ＝４４６．５ｋＡ／ｍ；（ＢＨ）ｍａｘ＝１９３．６ｋＪ／ｍ３；剩磁比Ｊｒ／Ｊｓ＝０．７３６．

合金成分对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米双相复合稀土永磁材料结构和性能的影响

采用熔体直接快淬(DRQ)工艺制备了成分为NdxFe94-xB6(x=7,8,9,10at%)和Nd8Dy1Fe85-xNbxB6(x=0,0.5,1,1.5at%)两组合金的最佳快淬薄带.用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)测量了薄带的相结构和磁性能.结果表明:NdxFe94-xB6(x=7,8,9,10)合金在x=8时综合磁性能最佳;同时添加少量的Dy和Nb元素,可有效的提高纳米双相复合永磁合金的磁性能.

制备工艺对Nd8Fe82Co3Nb1B6纳米晶双相复合永磁体的影响

采用直接制备纳米晶和非晶晶化法获得了Nd8Fe82Co3Nb1B6纳米晶双相复合永磁合金,并借助XRD、VSM等分析手段比较了两种方法制备的永磁合金的显微结构及磁性能。结果表明,与非晶晶化方法相比,当辊速为20m/s时,可获得适当的过冷度,直接制备出晶粒尺寸较小的纳米晶双相永磁合金,获得较好的磁性能,其中,Br=1.12T,Hcj=381kA/m,(BH)max=110.5kJ/m3。

熔淬法制备的Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米晶复合永磁体的磁性能

采用熔淬法制备了Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁合金。采用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等分析方法研究了在不同淬速下Nd8.5Dy1Fe84Co1B5.5Ga1合金的相组成和磁性能。结果表明,16m/s的淬速获得了最佳磁性能:μ0Mr=973mT,Hci=523.2kA/m,(BH)max=112.7kJ/m3。

CMS法制备纳米晶Nd2Fe14B/α-Fe双相复合永磁体

通过控制熔体凝固过程技术(CMS)成功制备纳米晶双相复合永磁NdDyFeCoGaB系合金.利用XRD和VSM检测手段分析了合金元素Dy和Ga对永磁合金显微组织和磁性能的影响.研究发现,合金元素Dy和Ga可以起到细化晶粒,均匀组织,提高矫顽力,增大磁能积的作用.其中,Nd8Dy1Fe81Ga1Co3B6合金的磁性能为,Hci=320 kA/m,Bs=1.14T,(BH)max=85 kJ/m3.

快淬速度对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米晶双相复合稀土永磁材料相结构和磁性能的影响

采用熔体快淬法在不同快淬速度下制备了Nd8Fe86B6合金中Nd2Fe14B/α-Fe双相复合纳米晶薄带.用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)测量了薄带的相结构和磁性能.结果表明:Nd8Fe86B6合金的最佳快淬速度为18 m/s,在此条件下制备的合金薄带平均晶粒尺寸细小,综合磁性能好;合金薄带的平均晶粒尺寸为24.4 nm,磁性能为Br=0.69 T,Br/Bs=0.66,Hc=296.1 kA/m.

Nd_7Fe_(61)B_(22)Mo_4Y_6纳米复合永磁材料的磁性能及微结构

采用铜模喷注法成功制备了尺寸为1×5×50 mm的长片状Nd_7Fe_(61)B_(22)Mo_4Y_6合金。通过差式扫描量热分析、X射线衍射分析及磁性能测量系统研究了合金的热稳定性、相组成及磁性能。结果表明,合金的磁性能对于热处理条件极为敏感,铸态合金显示软磁性能,经不同温度热处理后,其磁性转变为硬磁特性。通过740℃等温退火10 min,合金表现出最佳磁学性能,其中剩磁0.51 T,矫顽力1289 kA/m,最大磁能积46.2 kJ/m3。Nd_7Fe_(61)B_(22)Mo_4Y_6合金优良的磁性能可以归结为软磁相颗粒α-Fe、Fe3B和硬磁相颗粒Nd2Fe14B之间强烈的交换耦合作用。由于其尺寸大和磁性能良好的特点,Nd-Fe-B-Mo-Y系纳米复合永磁合金具有潜在的应用价值。