钐铁氮(SmFeN)含量对等离子喷涂SmFeN/LaMA复合材料涂层组织及电磁损耗性能的影响

观察并分析了在35 kW条件下等离子喷涂的不同质量比(2∶1,1∶1,1∶2)Sm_(2)Fe_(17)N_(X)(SmFeN)/LaMgAl_(11)O_(19)(LaMA)复合吸波涂层样品的相结构以及样品在0~18 GHz电磁波频率波段内的电磁参数(ε′、ε″、μ′、μ″)和电磁波反射率RL值,并对其电磁损耗机理进行了研究。结果表明,SmFeN含量会对喷涂样品的相组成和吸波性能产生较大影响。喷涂样品包含Fe_(8)N、Fe_(16)N_(2)、Al_(2)O_(3)、AlN、Fe_(12)Sm、La_(3)MgAlO_(7)、LaMgAl+(11)O_(19)多种相,SmFeN质量比增大使Fe_(8)N、Fe_(16)N_(2)相相对含量升高,使Fe_(12)Sm、La_(3)MgAlO_(7)、LaMgAl_(11)O_(19)相相对含量降低,AlN相相对含量较为稳定;高温下出现非晶相,温度上升使非晶相的相对强度增大,导致样品在高温下吸波性能变差。LaMgAl_(11)O_(19)相对含量升高使样品的ε′,ε″降低,优化了喷涂样品的阻抗匹配;AlN相对含量升高使样品ε′的波谷、ε″的波峰向高频方向移动。性能最佳的喷涂样品质量比为m(SmFeN)∶m(LaMA)=1∶2:在4.24 GHz,4.83 mm下反射率达到-40.31 dB,达到有效吸收(RL<-10 dB)的带宽和厚度范围分别为3.61~6.94 GHz,2.93~5 mm和8.4~12.2 GHz,1.98~3.45 mm。40,400,700℃下1∶1比例喷涂样品在8~18 GHz波段内最低反射率分别为-5.46,-3.62,-0.37 dB,经弓形梁室温测试值与计算值对比证实,计算值与测试值较为符合。

钐铁氮磁体制备及性能

为了提升钐铁氮磁体性能,分析了钐含量及合金熔炼、热处理、快淬、热压工艺对钐铁氮材料性能的影响.采用熔炼快淬法制备钐铁合金,通过球磨、氮化得到钐铁氮磁粉,采用热压法得到烧结磁体.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和振动样品磁强计测量样品结构和磁性能.结果表明:样品中各相含量与熔炼方法、热处理条件具有较强的依赖关系;当热压温度约为290℃时,样品可获得最大形变速率;在625 MPa、500℃条件下样品块体密度为6.65 g/cm^(3),矫顽力约为800 kA/m,剩磁约为0.59 T.

钐铁熔体中底吹氮气泡的上浮与传质

从气液两相流的一般规律出发,研究了钐铁熔体中底吹氮气泡的上浮与传质,重点讨论了氮气泡在液态钐铁合金中上浮时半径随时间的变化关系,分析了氮气泡在上浮过程中的传质速率。结果表明,钐铁熔体中氮气泡在常压下的半径r随时间t的增大而增大,且气压对氮气泡的长大有明显抑制作用。常压下,氮气泡上浮过程中,气泡的传质速率随时间增加先增大后减小,7.8s时传质速率达最大值6.2×10^(-11) mol/(m^3·s)。当氮气泡上浮时间小于7.8s时,气泡半径对气泡的传质起主导作用,上浮时间大于7.8s时,气泡内气体浓度对气泡的传质起主导作用。气压增大会使气泡的最大传质速率降低,且达到最大传质速率的时间增加。

钐铁合金氮化新工艺

自SmFeN系稀土永磁材料于1990年在实验室发现以来,20年间国内外科研工作者对其开展了一系列的研究工作,并取得了一定的科研成果。目前限制钐铁合金发展的主要因素是合金渗氮,渗氮工艺主要围绕钐铁合金粉体的固态渗氮,固态渗氮会造成合金渗氮速率慢、渗氮不均匀等一系列问题。钐铁合金渗氮方面的这些问题严重影响着钐铁氮的磁性能。由于受渗氮工艺限制,对钐铁氮的研制还处于实验室研究阶段。该项研究提出液态钐铁合金高压底吹渗氮工艺,旨在解决当前存在的渗氮慢、渗氮不均匀等问题。

钐铁氮永磁转子在无刷直流电动机的应用与研究

针对一款6槽8极内转子无刷直流电动机,开展新型稀土永磁钐铁氮(SmFeN)永磁转子的设计应用。原永磁转子由Halbach磁化的粘接钕铁硼磁环和导磁背轭组成。基于Maxwell 2D平台,求解得到钐铁氮材料的等效方案和取消导磁背轭的优化方案。引入Halbach磁化的内转子磁环理论模型公式来估算优化方案尺寸,通过仿真数据及理论值的比较验证了该理论模型公式的工程意义。对等效方案和优化方案样机进行实验。特别针对等效方案,在中部含导磁背轭区域的表磁曲线与端部表磁曲线相比在峰谷处变成平顶。表明在磁化饱和时导磁背轭会影响各向异性的钐铁氮磁粉取向。优化方案样机的空载和负载性能与原机相近,取消了导磁背轭简化装配,且转子质量整体下降28%。

Halbach磁化钐铁氮磁环在有刷直流电机的应用设计

对一款12槽2极有刷直流电机开展新型稀土永磁钐铁氮(SmFeN)磁环替代铁氧体磁瓦的应用设计。基于Maxwell 2D平台,对Halbach磁化的SmFeN磁环进行参数设计。通过在磁环极间开设弧形凹槽来优化气隙磁场波形,改善应用Halbach磁环的有刷电机换向性能。仿真分析了弧形凹槽的深度、圆弧角以及边沿的过渡方式对气隙磁场波形的影响,选取了的优化方案。与原机方案相比,碳刷上的电动势均值接近,电机输出性能接近;碳刷电动势脉动大幅降低,电磁转矩脉动得到优化。

“高性能钐铁氮各向异性磁粉产业化技术研究和开发”通过验收和鉴定

“高性能钐铁氮各向异性磁粉产业化技术研究和开发”是北京大学应用磁学中心所承担的国家“十二五”863重大项目，利用所开发的产业化技术，在北京恒源谷科技股份有限公司建立了年产能为百吨量级的钐铁氮各向异性磁粉生产线，业已通过863专家组的验收，

钐铁氮磁体的抗氧化技术

精密机械上采用的粘结磁体主要是钕铁硼磁体,但其性能很难再提高,因而磁体厂家将目光转向了钐铁氮磁体。 由大阪大学足立吟也教授、町田宪一副教授等组成的研究小组成功地实现了钐铁氮磁体的高性能化。

TDK公司批量生产钐铁氮永磁体

日本TDK公司最近开始商业化生产继NdFeB后新一代SmFeN交换耦合磁体(各向同性压缩成形粘结磁体)。该公司于1998年7月以“Nano REC”的商标推出该产品的样品,在千叶县成田工厂开始批量生产。与目前稀土粘结磁体的主流产品NdFeB相比。

日本制成耐477℃高温的钐铁氮烧结磁体

1990年日本旭化成工业公司与爱尔兰的科伊教授继中国之后,也分别独立地发现了成份为Sm2Fe17Nx的新的永磁体。当时推算,这种永磁体的磁能积,其理论值可达480kJ/m3以上,与NdFeB不相上千,但居里点高于750K（477℃）,比NdFeB高得多（590K或317℃）。

速凝和渗氮制备高性能钐铁氮磁粉及其粘结磁体的研究

利用速凝铸片结合氮气渗氮批量生产了Sm_(2)Fe_(17)N_(3)磁粉,研究了不同批次和不同渗氮工艺制备的Sm_(2)Fe_(17)N_(3)磁粉的性能。结果表明,通过优化工艺,可以得到硬磁性能优异的磁粉。在773 K下渗氮24 h后缓冷处理得到的Sm_(2)Fe_(17)N_(3)磁粉性能达到:剩磁J_(r)=0.94 T,内禀矫顽力H_(cj)=698 kA/m,最大磁能积(BH)_(max)=129.5 kJ/m^(3)。相比Nd-Fe-B磁体,Sm-Fe-N磁粉具有更好的高温性能和热稳定性。利用优化的粉末制备了粘结磁体,初步研究粉末粒径对Sm^(2)Fe_(17)N_(3)粘结磁体磁性能的影响。发现粒径均匀的粉末制成磁体的密度更大且硬磁性能更好,粉末平均粒径为67μm的粘结磁体的最大磁能积为(BH)_(max)=75.8 kJ/m^(3)。

铁氰化钐修饰电极的制备、表征及电催化

用电化学循环扫描的方法将铁氰化钐沉积在玻碳电极表面,形成铁氰化钐修饰电极(SmHCF/GC),扫描电镜研究表明,SmHCF颗粒(113±13)μm附着在电极表面;红外光谱结果表明,SmCHF中CN的弯曲振动吸收峰出现在20615cm-1处。SmHCF/GC在循环伏安曲线上出现一对很好的氧化还原峰,在20mV/s时,氧化还原峰电位分别为Epa=207mV,Epc=171mV;式量电位E0′=189mV;随着支持电解质浓度的增加,氧化还原峰电位正移,式量电位E0′与支持电解质浓度(logc)之间有线性关系,斜率为504mV。SmHCF/GC电极对神经递质多巴胺(DA)的氧化具有电催化作用,催化电流随DA浓度的增加而增加,在10～150mmol/L范围内有线性关系。

基于铁氰化钐修饰的玻碳电极研究鸟嘌呤和腺嘌呤的电化学行为及其含量的测定

利用电化学沉积法将铁氰化钐沉积在玻碳电极表面,形成铁氰化钐修饰电极,并利用循环伏安法研究了鸟嘌呤和腺嘌呤在该修饰电极上的电化学行为。相比裸玻碳电极,鸟嘌呤和腺嘌呤在修饰电极上的氧化峰电流增大,氧化峰电位降低,说明该修饰电极对鸟嘌呤和腺嘌呤的氧化具有良好的电催化能力。在优化条件下,两者的氧化峰电流与其浓度在5.0-70μmol·L^-1范围内呈现线性关系,检出限（3S/N）均为1.0μmol·L^-1。

钐铁熔体底吹氮气工艺中气泡的形成机理

从气液两相流的一般规律出发,研究了钐铁熔体底吹气泡的形成机理,重点讨论了底吹气泡形成的最小压力,以及喷嘴流量与形成气泡的直径关系。结果表明,底吹氮气时间t与润湿角θ的关系为sinθ=8.48t-32.86,当吹气时间到3.795s时,吹气管内的气体压强能将液体顶起;3.875s时润湿角为180°;3.955s时到达润湿角θ的最小位置。当外界气压一定时,吹气管的半径越小,生成气泡所需吹气管内的压力越大;当吹气管的半径一定时,生成气泡所需吹气管内的最小压力随外界气压的增大而增大。当Re0<500时,在静力学区形成的的氮气泡半径为5×10^-4m;当500<Re0<2100时,得8.9×10^-4m<dB<1.7×10^-3m。

高密度块状钐铁氮磁体制备的研究进展

钐铁氮化合物(Sm_(2)Fe_(17)N_(3))因具有比钕铁硼(Nd_(2)Fe_(14)B)更高的磁晶各向异性场和居里温度值及更少的稀土含量,成为新型稀土永磁材料研究热点。但是,由于钐铁氮在600℃左右会分解导致永磁性能消失,因此常规的高温烧结工艺并不适用于钐铁氮烧结磁体的制备,现只能将其与高分子材料复合用作塑磁材料,这就导致Sm_(2)Fe_(17)N_(3)的磁学性能无法得到充分发挥。因此,开发低温成型工艺制备全金属高密度块状磁体是获取高性能钐铁氮磁体的关键。经过30多年的努力,科研人员已开发出多种制备钐铁氮磁体的低温快速成型工艺,并获得最大磁能积达到199 k J/m^(3)的高性能磁体。本研究将从磁体的制备方法出发,总结当前块状钐铁氮磁体的研究现状及面临的问题,尤其针对不同成型方法出现矫顽力下降的现象提出分析,并对其今后的发展做出展望。

铁酸钬与铁酸钐纳米晶的制备及其甲醛敏感特性研究

用固相反应法制得钙钛矿型复合氧化物铁酸钬(HoFeO_3)与铁酸钐(SmFeO_3)纳米粒子。用X射线衍射仪和透射电镜对产物进行了表征,探讨了煅烧条件对产物的影响,并研究了其纯相材料对甲醛的敏感特性。结果表明:分别在1000℃和950℃煅烧反应物料2h即可获得纯相HoFeO_3和SmFeO_3纳米粒子;HoFeO_3与SmFeO_3元件分别在其最佳工作温度315℃和270℃下对浓度为20×10-6甲醛气体的灵敏度分别为20.4和3.8,响应-恢复时间分别为25s和10s、20s和18s,具有一定的应用价值。

钐铁熔体雾化过程中雾化角度的数值模拟

为研究雾化角度对钐铁熔体雾化过程的影响，喷嘴的结构选择紧耦合气雾化喷嘴，运用Fluent软件对钐铁熔体雾化过程进行数值模拟，分析不同的喷雾角度对雾化液滴凝固前飞行距离和液滴破碎程度的影响。结果表明：当喷雾角度增加时液滴凝固前飞行距离先减小，在45°时达到最小，之后又有增大趋势；当喷雾角度增加时液滴的索特平均直径（SMD）先减小，在45°时索特平均直径最小，为7.58 μm，液滴的破碎最充分，之后又增大。综合考虑雾化效果，当喷雾角度为45°时，液滴的飞行距离最短为14.66 mm，索特平均直径最小，液滴的破碎效果也最好。

铁掺杂钐镓石榴石Sm_3Ga_(5-x)Fe_xO_(12)(x=1,2,3,4)可逆热致变色材料的合成与表征

采用传统高温固相法合成了系列Fe掺杂钐镓石榴石Sm_3Ga_(5-x)Fe_xO_(12)(x=1,2,3,4)可逆热致变色材料,并通过粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)及固体紫外光谱分析技术研究了物质的结构及性质.在室温下,随着铁掺杂量的增加,样品的颜色从亮黄绿色逐渐变为深墨绿色,且随着温度从室温升至500℃,样品的颜色也逐渐变为相应的橘黄色和棕色.样品在室温下所呈现的黄绿色是源于其在紫色光区域及橙红色光区域内有相应的吸收行为,且随着温度的升高,吸收行为持续红移,样品颜色也随之发生变化.

炭吸附共沉淀纳米铁酸钐的制备及其可见光催化性能

采用炭吸附共沉淀法制备铁酸钐(SmFeO 3)纳米粉体。利用热重分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和透射电镜(TEM)等分析方法对样品进行表征。以甲基橙(MO)为目标污染物,镝灯为可见光源,研究SmFeO 3纳米粉体的光催化性能。结果表明:炭吸附共沉淀法合成的SmFeO 3粉体粒径小,分布均匀,团聚较少;SmFeO 3的吸收波长发生红移,且SmFeO 3在紫外光、可见光区域的吸收强度增强。炭吸附共沉淀法制得的SmFeO 3粉体在60 min内降解率达到82%,是沉淀法所得SmFeO 3粉体降解率的2.6倍,光催化效果明显增强。