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。

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.

“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℃）。

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。

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)。

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。

Sm—Fe—N永磁体的研制

用机械合金化的方法及退火和渗氮处理,用纯Fe粉和Sm粉制备出内禀矫顽力为33.1kA/cm(41.6kOe)和磁能积为98.7kJ/m^3(12.4MGOe)的Sm—Fe—N永磁材料.用X射线衍射方法对样品制备过程中的机械合金化、晶化、渗氮过程中所形成的相进行了分析,用脉冲磁强计测量磁性实验结果发现,采用高能球磨机是机械合金化的方法制备高矫顽力永磁体的较好工具晶粒尺度为几十nm是获得高矫顽力Sm—Fe—N永磁体的重要因素,样品中存在的软磁第二相是磁滞回线中出现蜂腰形状的主要原因。

低温氢处理对制取Sm_2Fe_（17）N_x的作用

调查了低温氢处理（～２５０℃）对钐铁氮磁粉磁性能的影响及作用机理的初步分析。在氮化之前，经过２５０℃左右的吸氢处理然后在较高温度下将氢脱出，有利于后续的氮化，提高氮的扩散系数，增加粉末的磁性能。在常压下，氢能填充氮原子所不能填充的间隙位置，氢的填充使Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ粉末的各向异性场及矫顽力降低。

快淬法制备SmFeN稀土永磁合金粉的研究

本文系统地总结了快淬法制备SmFeN稀土永磁合金粉的关键制备工艺环节 ,以及各环节应该注意的问题。分析了快淬法制备SmFeN稀土永磁合金粉中存在的问题及其解决途径展望。

Sm－Fe－N合金中相的显微分析

应用电子探针、扫描电镜、Ｘ射线衍射等现代分析技术研究Ｓｍ－Ｆｅ－Ｎ合金中各相的组成、结构、以及氮化过程中的相变。发现离子氮化后，磁性相Ｓｍ_２Ｆｅ_（１７）Ｎ_ｘ转变为非晶态，并且部分分解为ＳｍＦｅ_３Ｎ_ｘ和α－Ｆｅ相．

硬磁/软磁纳米复合颗粒的声化学制备

利用超声波使金属有机化合物Fe(CO)5在低温和惰性气氛环境中分解生成纳米尺寸Fe颗粒,并使其包覆在硬磁颗粒表面,制备出Sm-Fe-N/Fe和Nd-Fe-B/Fe纳米复合粉末。透射电子显微镜及能谱分析表明,Fe(CO)5声化学分解得到了纯净的Fe颗粒,其尺寸约为5nm;运用场发射扫描电子显微镜对包覆产物的显微形貌进行了观察,结果显示Fe在两种永磁颗粒表面可以实现均匀包覆,且包覆的Fe含量可调;能谱分析表明,超声化学包覆过程中未生成其他副产物。此外,讨论了纳米Fe颗粒的包覆制备工艺条件和机制。

专利集锦

粘结型钐铁氮、钕铁氮复合永磁材料及其制备方法；烧结稀土铁氮永磁体的制备方法；电流变换器芯以及制造电流变换器芯的方法；稀土永磁体的取向压制成型方法及用于该方法的制备装置；

Rareco将在马拉维合资建厂

用CCl4氯化法提取稀土和钍 气态氯化剂直接氯化法是一种从矿石中提取金属的重要方法。用氯气对稀土矿石进行高温氯化的研究也已广泛展开。有些稀土矿石含钍和铀,在直接氯化过程中,它们均完全以气态氯化物的形式被提取出来。有关实验人员已试过各种氯化剂,结果显示氯气最为经济。但在许多情况下,CCl4可在比Cl2更温和的条件下氯化矿石,比如钛矿石的氯化最近已见报道。 最近,他们还研究了化学蒸气迁移（CVT）反应稀土分离法。稀土氯化物（RECl3）本身是不挥发的,但在CVT过程中,稀土同KCl及AICl3形成挥发性氯络合物而被萃取。反应式如下: RECl3（s,l）+KCl（s,l）=KRECl4（g）RECl3（s,l）+n/2Al2Cl6（g）=REAlnCl3+3n（g） （n=1,2,3,4） 他们比较了CCl4与Cl2对独居石矿的氯化行为,并考察了KCl和AlCl3对增加从氯化残渣中蒸气提取稀土氯化物的能力。 研究发现,在同样的反应条件下,CCl4的氯化速度比用Cl2的加碳氯化慢。CCl4氯化是局部化学反应,在不同时间后（t）反应的独居石量遵循公式1—（1—x）1/3=kt,表明其动力学控制步骤是CCl4与独居石岩心在接触面的反应。反应的动力学常数为0.5。AlCl3促进了以REAlnCl3+3n（g）络合物形式的稀土氯化物的化学蒸气迁移。 (许孙曲摘译自《Trans.Instn.Min.