Zn和Dy_2O_3粉末添加对放电等离子烧结纳米晶NdFeB磁体组织形貌和性能的影响

通过对混合Zn或者Dy_2O_3粉末的快淬Nd10.15Pr1.86Fe80.41Al1.67B5.91粉末进行放电等离子烧结(SPS),制备出各向同性Nd Fe B永磁材料,分别研究了两种粉末的添加对磁体组织形貌和性能的影响。结果表明,Zn可以起到细化磁体内部晶粒尺寸的作用,并且会和主相反应生成Nd Zn及Nd Zn5相;Dy_2O_3不利于磁体的致密化,其磁性能的提高被认为是粉末对于磁体内部晶粒的细化作用以及(Nd,Dy)2Fe14B相形成共同作用的结果。对于添加Zn粉末磁体,当Zn添加量为0.6wt%时,磁体获得最佳磁性能;对于添加Dy_2O_3粉末磁体,当Dy_2O_3添加量为2.0wt%时,磁体获得最佳磁性能。

基于晶界扩散的Ho-Al复合纳米粉添加对烧结NdFeB磁体性能的影响

为了节省制备烧结NdFeB磁体所用贵重稀土用量,采取晶界扩散的方式加入Ho-Al复合纳米粉制备(PrNd)_(31.5)Fe_(66.7)B_(0.98)Cu_(0.05)Co_(0.5)Ga_(0.5)烧结磁体,探讨其对磁体性能的影响。结果表明,随着Ho-Al复合纳米添加量的增加,磁体剩磁降低,矫顽力增高,最大磁能积先升后降,当添加量为0.3 wt%时,其综合性能最佳,矫顽力达到1177.6 kA/m,相对未加Ho-Al复合纳米粉的磁体提升了2.13%,剩磁下降了1.0%,最大磁能积提高了2.5%。而且伴随着Ho-Al复合纳米粉的添加,磁体的耐腐蚀性也有明显提高。

双相纳米晶永磁体的研究

Nd8 .5Fe75Co5Cu1 Nb1 Zr3B6 .5合金熔体经 18m·s- 1 快淬 ,在 670℃ / 4min退火处理后 ,制备成的粘结磁体的最佳磁性能为 :Br=0 .68T(6 8kGs) ,JHc=62 0 .3kA·m- 1 (7 8kOe) ,(BH) max=74kJ·m- 3(9 3 3MGOe)。在低Nd合金中复合添加Zr和Cu ,提高了内禀矫顽力 ,改善了磁滞回线的矩形度 ,从而提高了最大磁能积。

纳米晶双相交换耦合永磁体磁性能的微磁学解析计算

对取向的纳米晶双相交换耦合磁体，从微磁学理论出发，利用能量变分原理导出了其磁化强度矢量满足的Ｂｒｏｗｎ方程，该方程类似于量子力学中的定态Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程，利用中心场问题的求解方法推导了取向双相交换耦合永磁体的成核场随硬磁相晶粒尺寸的变化关系．数值计算结果表明，当两相晶粒尺寸小于某一临界尺寸时，可获得磁性能优异的纳米晶双相交换耦合永磁体．所得结果可用于解释实验结果和指导巨磁能积纳米晶永磁体的制备．

NdFeB纳米晶双相复合永磁材料研究进展

NdFeB纳米晶双相复合永磁材料 ,由于其潜在的优异磁性能和商业价值 ,成为当今材料领域研究的热点。本文就近年来NdFeB纳米晶双相复合永磁材料的发展状况 ,从该类合金的交换耦合作用、分类以及提高磁性能的方法三个方面为重点 。

纳米晶复合NdFeB永磁材料研究进展

简要介绍了交换耦合作用及矫顽力的钉扎理论和成核理论,同时将目前实际制得的纳米晶复合NdFeB永磁体与理想模型进行对比分析,得出实际磁体性能与理论值相差很大的原因;从合金的成分优化和制备工艺优化两个方面,就近年来纳米晶复合NdFeB永磁材料的科技发展状况,作简要的评述;最后对纳米晶复合NdFeB永磁材料的行业发展现状进行了分析。

纳米晶交换耦合稀土粘结永磁体磁性能与制备工艺参数间关系的研究

本文利用熔体快淬工艺将成分为Ｎｄ８．１６Ｄｙ１Ｆｅ８５．２６Ｎｂ１Ｂ４．５８的合金在三种不同淬速（１２．２５、１６．３３、２８．６ｍ／ｓ）下制备成非晶快淬条带，并在热处理后经快速淬火而制得纳米永磁体。利用ＴＥＭ和ＸＲＤ方法，对晶化后的稀土永磁粉进行了微结构分析与表征，初步探讨了淬速及晶化条件（包括晶化温度和时间）对稀土粘结永磁体磁性能的影响规律，获得了较高矫顽力的纳米交换耦合稀土粘结永磁体。

块状纳米晶Sm2Co17烧结磁体的研究

采用高能球磨和放电等离子烧结技术制备了致密纳米晶Sm2Co17烧结磁体,研究了粉末和烧结磁体的结构和磁性能。球磨粉末在低温退火(<1023K)时,主相为TbCu7结构;高温退火(>1023K)时,主相为Th2Zn17结构。退火温度从923K增加到1223K,粉末的矫顽力从0.99T下降到0.12T。烧结磁体也具有TbCu7结构,磁体平均晶粒尺寸约为35nm。室温时磁体的剩磁为0.65T,矫顽力达0.87T。烧结磁体具有较好的高温性能,573K时的剩磁为0.6T,矫顽力为0.32T。

各向同性双相纳米晶粘结磁体制备工艺的改进对矫顽力影响

对影响各向同性双相纳米晶 Nd4.5 Fe76 .5 - x Gax Co1 .0 B1 8粘结磁体矫顽力的工艺条件进行了研究 ,给出了矫顽力随晶化温度以及 Ga含量变化的关系 ,发现当晶化温度从 660℃增加到 72 0℃时 ,矫顽力的峰值先上升 ,达到一个最大值 ,然后下降 ,690℃晶化的效果最好 ,最高矫顽力达到 34 3k A/ m.

纳米晶Fe_3B/Nd_2Fe_(14)B粘结永磁体的磁性能研究

本文研究了粘结剂含量和温度－时间变化对纳米晶Ｆｅ３Ｂ／Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ粘结永磁材料的磁性能影响。结果表明降低粘结剂含量可显著地提高纳米晶Ｆｅ３Ｂ／Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ粘结永磁的磁性能；环境温度对纳米晶Ｆｅ３Ｂ／Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ粘结永磁的磁性能具有重要影响，在较高的温度下其磁性能将显著下降。

热变形温度对纳米晶Nd-Fe-B磁体性能的影响

为了研究纳米晶Nd-Fe-B磁体的热变形机理,在不同温度下对快淬粉进行热压热变形处理。通过分析不同温度下热变形过程中应力和磁体应变的变化,以及磁性能和SEM测试,研究了温度对热变形磁体性能和微观结构的影响,分析了热变形过程的热变形机理。结果表明,纳米晶磁体存在最佳的热压温度和热变形温度。当热压温度为550℃,热变形温度为850℃,磁体的剩磁和磁能积最大值,分别为1.343 T和344.7 kJ/m3。纳米晶Nd-Fe-B磁体的热变形过程塑变应力和温度的关系满足:lnσ∝1/T。

微量Ga元素对双相纳米晶磁体性能的影响

探讨了微量的Ga替代Fe对Nd2 Fe14 B/Fe3B + (少量 )α Fe永磁材料的晶体结构及磁性能的影响。结果表明 :添加微量的Ga同样可减小晶粒尺寸 ;在Ga含量x <1% (原子百分比 )的范围 ,随着x的增加 ,Br 和 (BH) max随晶化时间变化的曲线由非线性向线性转化 ;矫顽力jHc 下降到一个最小值后 ,又缓慢上升 ;当x =0 2时 ,综合磁性能较好。

纳米Al_2O_3掺杂对NdFeB磁体磁性能和电阻率的影响

NdFeB磁体的电阻率很低,在大动力牵引机车电机工作条件下,涡流损耗明显,使工作温度过高,造成永磁体失磁,降低电机性能。通过高电阻率的纳米Al2O3掺杂来提高电阻率。采用NdFeB快淬粉,通过热压、热变形技术制备了不同质量分数纳米Al2O3掺杂的NdFeB磁体,研究了纳米Al2O3掺杂对NdFeB磁体的热压致密性、磁性能和电性能的影响。结果表明,随着Al2O3质量分数的提高,热压密度先增加后降低,电阻率逐渐增大,当Al2O3质量分数为1.5wt%时,电阻率增大了13%;但是,纳米Al2O3掺杂对磁性能影响很大,随着Al2O3含量的增加,矫顽力和剩磁都急剧下降。

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe/非晶Nd-Fe-B三相纳米交换耦合磁体中的结构弛豫

用旋淬法制备了Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ／α－Ｆｅ基复相纳米交换耦合磁体粉末样品．发现样品由于在室温下的结构弛豫导致磁性能的较大变化．在淬态Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ非晶相和Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ／α－Ｆｅ纳米晶共存的三相交换磁体中，其效果更为明显．而在淬态完全非晶态或晶态的单相或复相交换磁体中，结构弛豫对磁性能的影响较弱．淬态Ｎｄ１０Ｆｅ８３Ｂ６Ｉｎ磁体粉末经过在室温下置放１年时间后，内禀矫顽力Ｈｃ由刚出炉时的２９６ｋＡ／ｍ增加至３８４ｋＡ／ｍ，剩磁比ｍｒ从０．５５增至０．６２非晶相的存在为晶粒发展完备的晶界提供了可能．应力和缺陷集中的边界区域的结构弛豫和原子调整使得相邻接的相与相、晶粒与晶粒之间的结晶学相关性提高，交换耦合增强．同时完善的晶界也增强磁体的磁硬化．Ｘ射线衍射结果显示结构弛豫的最终结果使得衍射峰宽化，极有可能在晶界处形成了畸变的晶间相．而正是这种畸变的晶间相对磁性能的增强起了关键的作用．

Co/Nb复合添加对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米晶双相复合永磁体的影响

通过复合添加,采用熔体快淬法制备Nd8Fe82Co3Nb1B6纳米晶双相复合永磁体,研究了Co,Nb对合金微观组织及磁性能的影响。结果表明,合金元素Co/Nb的复合添加,可降低剩磁和矫顽力的温度系数,增强软、硬磁相的高温稳定性;其次,提高合金的非晶形成能力,在合金的晶化退火处理中促进晶粒细化,改善显微组织,增加两相晶粒间的铁磁交换耦合作用,有利于合金综合磁性能的提高,其最佳磁性能为Br=1.14 T,Hcj=320 kA.m-1,(BH)max=109.3 kJ.m-3。

快淬纳米晶NdFeB永磁材料的跨晶界交换作用与晶粒大小的关系

从快淬纳米晶NdFeB永磁材料的矫顽力 iHc 与晶粒直径L的关系的计算与实验 (Nd2 3 3 Fe14 B1 0 6Si0 2 1)比较得出 ,跨晶界单位面积交换作用随L的关系。随着L从 0增加到约 12 4、37 2、4 9 6nm ,交换作用相对于没有晶界相时减少到～ 80 %、～ 5 0 %、～ 4 0 %。计算运用了微磁学有限元法。

晶粒形状对计算纳米晶NdFeB永磁材料退磁曲线的影响

用微磁学有限元法计算了纳米晶Nd2 Fe14 B永磁材料的退磁曲线。磁体模型中的晶粒分别为立方体晶粒和 14面体晶粒。

机械合金化制备各向同性NdFeB纳米晶磁粉的研究

在高纯氩气气氛保护下,通过机械合金化技术制备出了纳米晶NdFeB各向同性磁粉。采用X射线衍射分析(XRD)对原料粉的合金化过程及其晶粒尺寸和微观应变进行研究,利用扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对制得的纳米晶NdFeB各向同性磁粉的微观形貌及磁学性能进行了研究。结果表明:球磨初始时的冷焊阶段Nd、B原子就已经进入Fe的晶格形成间隙固溶体,随着球磨时间的增加合金粉微观应变增加、平均晶粒度迅速降低,球磨40h后获得的合金粉平均晶粒度达到8nm左右。

声化学法与放电等离子烧结制备Nd-Fe-B/α-Fe纳米晶复合磁体

采用声化学法制备Nd-Fe-B/α-Fe型双相包覆磁粉，再经放电等离子烧结（SPS）制备成致密块状磁体．研究了不同α-Fe包覆含量对复合磁体磁性能及微观结构的影响．结果表明，声化学法可以制备均匀混和的双相纳米磁粉，α-Fe纳米粉均匀的包覆在硬磁相颗粒周围．烧结后的各向同性磁体有明显的剩磁增强，具有较高的磁性能．当α-Fe包覆量为2％（体积分数）时，磁体性能最佳，其（BH）max值为148．64kJ/m^3．

放电等离子烧结制备纳米晶双相耦合(NdDy)_(11.5)(FeCoNb)_(82.4)B_(6.1)致密磁体

使用放电等离子烧结(SPS)制备致密的纳米晶交换耦合Nd2Fe14B/α-Fe永磁合金。研究烧结温度、时间、压力对合金磁性能和显微组织的影响。结果表明,随温度、压力的升高,密度增大,磁能积增加;但温度过高或时间过长,使得晶粒长大,导致矫顽力降低。在烧结压力为500MPa,烧结温度为700℃保温3min后,得到密度为7.6g/cm3,晶粒细小的致密块体,其磁性能为:Br=0.81T,Hci=856kA·m-1,(BH)m=106kJ·m-3,其晶粒大小约20nm。