NdFeB系纳米双相复合永磁材料研究现状及发展趋势

介绍了纳米双相复合永磁材料的研究新进展。讨论了合金成分、添加微量元素以及制备工艺对磁性材料微观结构和磁性能的影响,同时说明了磁交换耦合作用对纳米复合永磁材料磁性能的影响.

快淬纳米RE2Fe(14)B/α-Fe双相稀土永磁材料的晶化行为

综述了快淬纳米RE2Fe14B/α-Fe双相稀土永磁薄带工艺参数对非晶晶化行为的影响,介绍了薄带在磁场作用下的晶化、放电等离子晶化烧结和焦耳加热晶化等方面的研究进展。多数文献表明,采用在两个快淬临界速度之间的辊速制备快淬薄带、再经过晶化的方法,易得到晶粒尺寸相对均匀、磁性稳定的纳米磁粉;随着晶化处理时加热速度的增加,磁性相非晶晶化转变温度逐步提高,进而由α-Fe和RE2Fe14B分别形核长大到两相在同一温度下晶化转变,晶化的纳米晶尺寸更加细小、均匀,中间相的转变受到抑制。磁场晶化、放电等离子晶化烧结和焦耳加热晶化还需要进一步研究。

快淬速度对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的影响

利用熔体快淬法制备了(Nd0·9Dy0·1)9(Fe0·9Co0·1)85·5B5·5快淬薄带,研究了快淬速度对晶化过程、晶化后薄带的结构及磁性能的影响。研究发现,快淬速度不同,薄带的非晶程度不同,晶化过程存在很大差异;在快淬速度为12m/s时,快淬薄带中已存在一定的晶态相,晶化后的晶粒细小均匀,磁性能较高;而当快淬速度达到18m/s和25m/s时,合金晶化后的晶粒粗大且不均匀,磁性能较低。

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米晶复合永磁材料的中子衍射结构分析及磁性研究

用真空快淬法制备Nd12Fe84B6非晶态薄带,经700℃真空退火处理,获得Nd2Fe14B/α Fe双相纳米晶复合永磁材料。用中子衍射的方法对两种不同退火时间的样品进行室温相结构分析,并根据尺寸效应引起的衍射线展宽得到了晶粒的平均尺寸。研究结果表明:对退火时间为20min和90min的样品,Nd2Fe14B硬磁性相的平均晶粒大小分别为52.1nm和55.3nm,α Fe软磁性相的平均晶粒大小分别为61.5nm和66.2nm;软、硬磁性相的晶粒大小几乎没有变化。随着退火时间的增加,Nd2Fe14B硬磁性相的体积分数增加,而α Fe软磁性相的体积分数则减少。磁性测量及剩磁分析表明:90min的样品磁性能优于20min的样品,90min样品软、硬磁性相晶粒之间的交换耦合作用>20min的样品。

高性能金属永磁材料的探索和研究进展

首先回顾了金属永磁材料的近代发展历史,然后从磁学及固体理论的角度,根据晶体结构和优异磁性产生机制的不同,简要综述了Fe-Cr-Co系永磁、稀土永磁材料、PtCo系、双相纳米永磁和新型R-T-M金属间化合物等方面的研究现状。重点介绍了钢铁研究总院近期在高性能金属永磁材料探索方面的进展以及双相纳米永磁材料方面的研究工作。最后展望了新型高性能金属永磁材料的研究和应用前景。

Sm-Fe基化合物磁性材料研究进展

较为全面地介绍了Sm-Fe基化合物的类型及其相互关系,阐述了Sm-Fe基氮化物磁性材料的研究现状和存在问题,最后展望了Sm-Fe基氮化物的研究方向和发展前景.

影响SmCo_5@FeCo软磁相包覆效果的关键因素

为获得良好磁性耦合和高磁能积的纳米复合永磁粉,系统研究了化学法包覆软磁相FeCo的关键影响因素。研究发现,在制备纳米复合磁粉SmCo_5@FeCo过程中表面活性剂的分子量、反应的加热方式、SmCo_5磁粉的预处理时间以及化学包覆反应的时间等对软磁相的形貌、尺寸、分布,以及对复合粉体的磁性能都有重要影响。表面活性剂分子量的调控和加热方式的改善可使相同量软磁相前躯物投入时形成更致密的高含量包覆层。经过酸洗预处理的SmCo_5粉更有利于软磁相包覆,酸洗时间0.5 h为佳。此结果对制备超高性能纳米复合永磁粉体及块体材料具有重要意义。

Nd_2Fe_(14)C/α-Fe系稀土永磁材料微观组织及磁性能

为了提高纳米双相稀土永磁材料Nd2Fe14B/α-Fe的性能,研究了一种新型合金Nd9.0Fe85.5Nb1.0B4.0C0.5。在合金中添加碳可提高矫顽力,添加钕可细化晶粒;合金的淬态微观组织显著影响其磁性能,合金中的部分预析出微晶相有助于在随后的热处理中获得均匀的微观组织;在热处理工艺中,晶化退火温度和时间对合金微观组织结构具有显著影响,并影响合金的磁性能。使用原子力/磁力显微镜观察Nd-Fe-(BC)/α-Fe纳米复合磁体的微观组织及磁畴结构,并由此对纳米双相稀土永磁材料中的交换耦合作用进行了解释。结果表明,最佳热处理工艺为:700℃保温15min,其性能为:剩磁1.381Wb.m-2,矫顽力518.05kA.m-1,剩磁比0.74,最大磁能积137.75kJ.m-3。

Nd2Fe14B/α-Fe永磁材料中软磁相晶粒尺寸及其含量的确定

对Nd2Fe14B/α-Fe永磁材料中软磁相晶粒尺寸及其含量的实验结果和分析基础上,通过建立简单模型进一步证明并相对精确的计算了双相纳米复合永磁材料中软磁相晶粒尺寸及软磁相的含量范围。综合分析得出Nd2Fe14B/α-Fe永磁材料获得最优磁性能时的软磁相尺寸约8 nm,软磁相含量约40%(体积分数)。该数据为FePt/Fe3O4和Sm2Fe17N3/α-Fe等其它双相纳米复合永磁材料最优磁性能对晶粒尺寸及其含量的要求在理论上奠定了基础。

Nd_9Fe_(85.5-x)Co_xB_(5.5)快淬薄带晶化动力学研究

采用真空再充Ar保护的DSC 测量了Nd9Fe85.5-xCoxB5.5（x =3%,5%（原子分数））非晶薄带的升温曲线,计算了两种非晶薄带的晶化激活能E、频率因子Z、反应速率常数K 、Avrami指数n.实验证实了Co从3%（原子分数）增大到5%（原子分数）时晶化过程从一步改变为两步晶化;计算结果表明晶化起始温度Tx 及晶化峰值温度Tp 的晶化激活能、晶化反应速率常数均随Co的增加而增大,其主要原因是增大的频率因子起了关键作用;分析计算结果认为Nd9Fe82.5Co3B5.5在升温速度10K/min时局域Avrami指数n 随着晶化体积分数x 的增加先急剧降低而后缓慢降低、90%之后又有所升高,表明晶化形核在x 〈12%以三维形核方式为主,在x 为12%～36%时晶化以二维形核方式为主,之后直到晶化结束以-维形核方式为主.