烧结NdFeB永磁体的晶界微细结构及性能研究进展

基于新能源汽车/风力发电对高性能动力电机的需求与稀土资源危机的考虑,迫使人们重新审视烧结NdFeB永磁体发展的新趋势。烧结NdFeB永磁体具有的优异性能与其晶界微观结构、化学结构/组分特征以及基体相的内禀性能密切相关。近期利用3DAP、NBED、EELS和STEM等纳米级尺度的解析手段,揭示了界面微区的微观结构与化学结构/组分特征,对深入理解微磁学理论起到了推动作用,并衍生了许多改善磁体性能的新技术。本文作者综述磁体晶界微观结构的最新进展、磁体制备的新技术与其微观机制,并总结分析了近期在第一性原理计算研究和Nd_2Fe_(14)B单晶实验研究方面的一些新动态。

工业生产N46与N45H烧结NdFeB永磁体的结构和性能

通过优化合金成分设计和改进合金铸锭技术、合金粉末制备技术、磁场取向成型技术以及烧结技术 ,应用全部国产设备与国内通用的工业生产烧结NdFeB永磁的原材料 ,避免使用镓 (Ga)等稀有贵重金属元素 ,实现了N46与N45H等高性能烧结NdFeB磁体的工业化生产。N46烧结NdFeB磁体的典型磁性能为Br=1.392T ( 13.92kGs) ,BHc=10 0 4kA·m- 1 ( 12 .6 2kOe) ,JHc=10 85kA·m- 1 ( 13.6 4kOe) ,Hk=10 0 8kA·m- 1 ( 12 .6 7kOe) ,(BH) max=36 6kJ·m- 3 ( 4 5 .9MGOe)。N45H烧结NdFeB磁体的典型磁性能为Br=1.386T ( 13.86kGs) ,BHc=10 5 9kA·m- 1 ( 13.32kOe) ,JHc=14 18kA·m- 1 ( 17.83kOe) ,Hk=135 7kA·m- 1 ( 17.0 6kOe) ,(BH) max=36 4kJ·m- 3 ( 4 5 .8MGOe)。SEM观察和XRD分析结果表明 ,生产的高性能产品具有良好的取向度和晶粒细小而均匀的显微组织。

粘结NdFeB永磁体化学镀Ni-Cu-P防护层工艺过程研究

研究了粘结NdFeB永磁体化学镀Ni Cu P合金防护层的工艺过程。研究表明:粘结磁体经碱性去油、缓蚀酸洗、镀前隔离与活化处理后再进行化学镀Ni Cu P,可获得镀层光亮平整,结合力好,孔隙率为每平方厘米0.5个,腐蚀速率为0.07mg·cm-2·h-1的耐蚀性镀层,该镀层对磁体磁性能无不良影响。

烧结型NdFeB永磁体的防腐蚀研究进展

近年来对烧结型NdFeB永磁材料表面防护层的研究不断取得进步。概括了NdFeB的成分和相结构,系统地介绍了NdFeB永磁体防腐蚀方法,主要包括改善磁体本身性能和对磁体进行表面处理2种方法。综合分析可知:目前的表面防护措施主要存在2点不足之处,即涂层工艺操作复杂,成本高;涂层的耐腐蚀性、厚度、均匀性及结合力仍达不到预期要求。最后,针对不足,我们提出可从改善前处理工艺和开发新的涂镀工艺入手,从而获得满足生产要求的镀层性能。

NdFeB永磁体表面磁控溅射铝防护镀层性能研究

目的研究一种NdFeB永磁体表面腐蚀防护技术。方法采用磁控溅射技术,在烧结NdFeB永磁体表面沉积一层纯铝防护薄膜,然后对纯铝薄膜进行阿洛丁化学转化复合处理,表征膜层的表面和截面形貌,并研究结构及耐腐蚀性能。结果沉积的Al中间层和Al薄膜均结构致密,膜/基界面平整,膜层的自腐蚀电流密度为3.5×10-6A/cm2,说明纯Al薄膜能够对NdFeB永磁体提供有效的防护。阿洛丁化学转化可使铝薄膜表面更加致密,自腐蚀电流密度低至7.9×10-7A/cm2,进一步提高了纯铝薄膜的防护性能。结论 NdFeB永磁体表面磁控溅射镀铝是一种有效且环保的防护技术,可用于替代不环保的电镀防护。

NdFeB永磁体表面磷化处理及其磷化膜的研究

为了提高NdFeB磁体的耐蚀性,并验证磷化膜的组成,以自制的磷化液在NdFeB永磁体表面进行磷化处理,并采用SEM观测了采用不同表调剂处理NdFeB永磁体表面所形成的磁化膜微观形貌,测试分析了磷化膜的抗腐蚀性能;采用EDS、XRD、ICP-AES等对磷化膜进行了研究。结果表明:采用钛系表调剂可以在烧结NdFeB磁体表面获得均匀密实的磷化膜,并具有较强的耐腐蚀性;采用锌系磷化液在烧结NdFeB磁体表面进行磷化处理形成的磷化膜的组成与在钢铁基体上形成磷化膜的相组成相同,仍然是Zn3(PO4)2.4H2O及Zn2Fe(PO4)2.4H2O;磷化过程中,Nd参加了反应,形成沉渣进入磷化液中。

制备工艺对粘结NdFeB永磁体性能的影响

利用快淬 Nd Fe B磁粉进行了粘结 Nd Fe B磁体的制备 ,研究了磁粉粒度、成形压力、粘结剂对粘结磁体磁性能及力学性能的影响。试验表明 ,合理的粒度配比、合适的压力( 60 0 MPa)以及采用环氧值低的固态环氧树脂 。

粘结NdFeB永磁体化学镀Ni-Cu-P防护层及阻氢性能研究

对粘结NdFeB永磁体化学镀Ni Cu P合金防护层的工艺过程及镀层的阻氢性能进行了研究。磁体经碱性去油、缓蚀酸洗、镀前均匀隔离与活化处理后再进行化学镀Ni Cu P合金 ,可获得了质量良好的耐蚀性镀层 ,该镀层对磁体磁性能无不良影响 ,且有良好的阻氢性能 ,在 2 5℃、10MPa高压H2 环境中 ,阻氢时间为 19min。

一种提高烧结NdFeB永磁体耐蚀性的加工方法的研究

烧结NdFeB材料因其优异的磁性能特点而获得广泛应用,但它耐蚀性差,容易氧化腐蚀,而且NdFeB材料在烧结后需进行成型加工。对NdFeB材料进行了超声振动辅助电火花加工实验研究并探讨了这种能提高加工表面耐蚀性的新型方法。实验结果表明电火花加工后在材料的表面形成了一层非金属合金,从而提高了材料表面的耐蚀性。

烧结型NdFeB永磁体锌铬膜处理工艺及性能研究

在烧结型NdFeB永磁体表面制备了锌铬转化膜,确定了成膜的工艺条件。利用盐水全浸试验评定了膜层的耐腐蚀性能,并与电镀锌、电镀镍进行了比较。利用电化学方法测试了成膜处理前后NdFeB永磁体的稳定电位和自腐蚀电流。利用SEM,XPS,EDS和XRD研究了锌铬膜的微观形态和组成,测试了处理前后NdFeB永磁体的磁性能。结果表明,锌铬膜相对于NdFeB永磁体属于阳极型涂层,有电化学保护作用、机械阻挡作用和钝化作用。NdFeB永磁体经锌铬膜处理后耐蚀性能显著提高,磁性能变化不大。

烧结NdFeB永磁体化学镀镍前的酸洗工艺研究

对NdFeB永磁体化学镀镍前的不同酸洗处理工艺进行了试验,并对不同酸洗工艺获得的镀层结合力和耐蚀性进行了测定比较。结果表明,经硝酸与氢氟酸混合酸液酸洗后的试样具有较平整的表面,在此表面上得到的镀层经高压锅及锉刀试验证明具有良好的结合力,浸泡试验检测表明其具优良有的耐蚀性。

NdFeB永磁体阴极电泳涂漆工艺

介绍了阴极电泳涂漆的成膜机理和工艺,分析了固体份、电导率、pH值、电压、槽液温度及烘烤固化对NdFeB磁体的电泳涂漆质量的影响,NdFeB磁体通过阴极电泳工艺涂环氧树脂漆表面获得一层均匀光滑的涂层,此涂层具有优异的耐蚀性。

烧结型NdFeB永磁体的镀前处理工艺

对 Nd Fe B永磁体材料的不同前处理工艺流程和工艺规范进行实验 ,并对不同前处理工艺的镀层结合力和耐蚀性进行测定。结果表明 ,经打磨、封孔、抛光、化学除油、除锈、活化等前处理的试片可直接电镀 ,经划痕试验和锉刀试验 ,镀层与基体的结合力良好 。

NdFeB永磁体取向度的X射线测量方法

Nd Fe B合金的晶体学织构可以通过X射线衍射方法测量,但完整的定量织构分析,通常采用反极图法如取向度的测定法[1,2]。对于试样局部区域的精确取向测量,可以采用EBSD方法,其取向度直接与永磁体加工过程微结构的变化相联系。介绍了NdFeB永磁体取向度的X射线测量方法,磁取向与晶体学织构关系(包括取向度的研究)分析对于NdFeB永磁体的研制与开发具有重要的实用价值。

烧结NdFeB永磁体磁控溅射镀Al的制备工艺及性能研究

采用直流磁控溅射方法在NdFeB磁体表面沉积纯Al镀层,研究溅射功率、基体温度对Al镀层结构和耐腐蚀性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)观察Al镀层的表面形貌,采用垂直拉伸法测量Al镀层与NdFeB基体之间的结合强度,采用动电位极化曲线和中性盐雾试验(NSS)研究Al镀层的耐腐蚀性能。结果表明,溅射功率越低,基体温度越高,Al镀层性能越好。采用溅射功率2.0kW、基体温度300℃制备的Al镀层表面平整、光滑,晶粒细小、致密,Al镀层与基体的结合强度可达到25.13 MPa;其耐腐蚀性能最佳,经过6d中性盐雾试验后仍完好,表面仅发生轻微点蚀。

烧结NdFeB永磁体耐蚀涂层的研究进展

提高烧结NdFeB磁体的耐腐蚀性能一直是该领域研究的热点之一。添加金属元素和涂覆常规镀层虽然有效,但并未很好地解决NdFeB磁体耐腐蚀性差的难题。本文对常规涂层用于烧结NdFeB永磁体防腐蚀的现状进行了分析,提出以化学镀Ni-P镀层为过渡层,采用化学镀/溶胶-凝胶复合法在NdFeB磁体表面形成Ni-P/TiO_2复合膜,以提高烧结NdFeB磁体耐蚀性能,拟为研发新型的烧结NdFeB磁体涂层提供参考。

烧结型NdFeB永磁体的电镀工艺

钕铁硼永磁体电镀的难点在于 :基体含有活泼的稀土金属 Nd元素 ,它在潮湿空气中极易氧化 ;基体成型中又存在结构疏松多孔等缺陷 ,极易导致镀层产生泛点和起泡等质量故障。推荐的锌铁合金电镀工艺 ,既可消除电镀难点又可提高磁体耐蚀性能。

烧结NdFeB永磁体表面TiO_2/聚氨酯基复合涂层的制备及耐蚀性研究

采用阴极电泳沉积在烧结NdFeB永磁体表面制备了TiO_2纳米颗粒增强的聚氨酯涂层,研究了电泳沉积过程中电流密度的变化趋势和电泳液中二氧化钛颗粒浓度对复合涂层的表面形貌、粗糙度、接触角、显微硬度和耐蚀性的影响。结果表明,电泳沉积过程中电流密度随着时间的延长而降低,大致可分为3个阶段;二氧化钛颗粒可均匀弥散地分布在聚氨酯基体中,随着电泳液中二氧化钛浓度的增加,复合涂层中镶嵌的颗粒越多,导致表面粗糙度和硬度增大,而接触角降低;复合涂层可大幅度降低NdFeB试样在H_2SO_4溶液中浸泡的质量损失,且二氧化钛浓度越大,质量损失越小,即纳米二氧化钛颗粒的掺入进一步提高了NdFeB永磁体的耐蚀性。

基于均匀设计和主成分分析的粘结NdFeB永磁体制备工艺优化研究

基于粘结NdFeB永磁体制备工艺优化实验,针对普通反向传播神经网络(BPNN)方法在预报建模中普遍存在"过拟合"和泛化能力差的问题,从优化实验方案、减少输入层节点数两个角度,结合均匀设计软件和主成分分析方法,提高训练样本的分布均匀性、"主动"改善网络结构,建立了一个粘结NdFeB永磁体制备工艺优化的2-5-3型BPNN预测模型。研究结果表明,改进的BP神经网络模型对Br,Hc j及(BH)m预测的相对误差的最大值分别为1.83%,1.28%和1.53%,较之传统的模型,泛化能力显著提高,网络预测也比较稳定,具有很好的实用性。

NdFeB永磁体化学镀Ni-Cu-P合金的研究

在NdFeB永磁体表面化学镀Ni-Cu-P合金镀层,研究了镀液配方对镀层性能的影响。结果表明:镀层表面形貌呈致密的胞状结构,Ni,Cu,P元素分布均匀;随着镀层中Cu和P的质量分数的变化,镀层结构分别由晶态、混晶态和非晶态组成;晶态镀层的硬度最高、结合力最好,非晶态镀层的耐蚀性最好。