HDDR处理的不同钐含量Sm_2Fe_(17)型合金及氮化物的研究

通过采用电弧炉冶炼、HDDR及氮化的方法,对Sm2Fe17型合金及其氮化物的组织形貌、物相及磁性能进行研究发现,多补偿添加25%钐可使Sm2Fe17型合金退火后的α-Fe含量小于2%。HDDR后的粉末颗粒表面由蜂窝状孔洞、密堆积小颗粒及弥散细小颗粒组成。不同次数HDDR循环处理后的主相均表现为与退火后相同的Sm2Fe17结构及易面磁化。HDDR后α-Fe的含量增加,单胞体积膨胀?V/V<0.35%。氮化后Sm2Fe17晶格膨胀形成Sm2Fe17Nx主相,α-Fe相膨胀小,氮化增加α-Fe含量,多补偿Sm和延长氮化时间对减少α-Fe含量有利。随着氮化时间的延长,粉末中的氮含量增加,而且细粉氮化速度快,其中Sm12.8Fe87.2细粉氮化速度最快。补偿足够的钐可提高磁性能,从提高矫顽力角度看,多添加25%Sm与40%Sm效果相当,但从提高剩磁角度看,多添加钐到40%更好。

高矫顽力2:17型SmCo永磁合金的时效处理与磁性能的研究

利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线电子能谱分析以及磁性测量的方法,研究了高矫顽力2:17型钐钴稀土永磁合金在等级时效过程中磁性能的变化与时效处理条件及显微组织结构的关系。试验结果表明:合金一经时效,就由单相固溶体分解为2:17相和1:5相,在随后降低温度的等级时效过程中,内禀矫顽力H_(ci)的提高可以认为是由两相成分的变化进而导致畴壁能差的变化引起的,另外时效过程中产生的晶界析出物对矫顽力的提高也起了一定的作用。

添加不同钐含量的Sm_2Fe_(17)型合金及其氮化物的研究

通过采用粉末冶金法及密封氮化的方法,对添加不同钐含量的Sm2Fe17型合金及其氮化物的组织形貌、物相组成与结构及磁性能进行了研究。结果发现,多补偿添加25%钐可以使Sm2Fe17型合金退火态的-αFe含量小于2%。Sm-Fe合金冶炼后的主相均表现为菱方Th2Zn17型结构,但快冷时优先沿{300}和{220}面长大。氮化后Sm2Fe17晶格膨胀形成Sm2Fe17Nx主相,而-αFe的X射线特征峰未见明显移动。Sm14.2Fe85.8合金晶胞膨胀相对较小,而Sm12.8Fe87.2晶胞膨胀较大,在氮化20h时有最大ΔV/V=8.36%。氮化增加合金中的-αFe含量。Sm14.2Fe85.8Nx的剩磁最高为59.5 Am2/kg,Sm10.5Fe89.5Nx磁化强度最高值为193.6 Am2/kg,Sm12.8Fe87.2Nx合金的所有磁性能值基本分布在Sm14.2Fe85.8Nx和Sm10.5Fe89.5Nx的值之间。

Sm_2Co_(17)型永磁合金的辐照效应研究

Sm_2Co_(17)型永磁合金大量使用在上海同步辐射光源储存环的永磁型波荡器上,在受到长期辐照后会发生磁性能损失的现象,进而影响同步辐射光的品质.为了探索其潜在的微观机理,本文首先对Sm_2Co_(17)型永磁合金所处混合辐射场的粒子及相关物理量进行了计算分析,确定引发磁性能损失的主要粒子是中子.然后采用Ar离子模拟中子辐照损伤的方法对其进行辐照,采用透射电镜对其辐照前后的微观形貌及微观结构进行了研究探讨,采用振动样品磁强计对永磁合金辐照前后的饱和磁化强度进行了分析对比,并讨论了微观结构演化与宏观磁性能变化的联系.结果表明,Ar离子辐照后Sm_2Co_(17)型永磁合金饱和磁化强度的不可逆损失与微观结构变化有直接的关系,其2:17相从单晶结构转变为非晶结构是造成其磁性能损失可能的微观机制.

高矫顽力2:17型SmCo永磁合金的显微组织分析

制备了具有高矫顽力的2:17型SmCo磁体,采用透射电子显微镜对所制得的具有高矫顽力、低温度系数的2:17型磁体的微观组织进行了研究。结果表明:该磁体具有胞状显微组织,胞内为菱方结构的2:17相,胞壁为六方结构的1:5相,具有六方结构的2:17相位于胞状组织的内部;整齐、完整的胞状组织是获得高性能磁体的必要条件;胞状组织的尺寸大小和各元素在各相中的分布是决定矫顽力大小的关键因素。

Sm_2Co_(17)型永磁合金热失效的扫描电子显微镜分析

高温度稳定型Sm2Co17永磁体的磁性能会随着使用温度的提高有所下降.为了探究高温对合金微观结构的影响,对该材料进行差热分析后得到3个明显的相变温度点:254、342和540℃.然后取同一批次的该磁体在上述温度下分别进行热处理30 min,并使用扫描电子显微镜和X射线能谱仪对处理后样品进行显微结构和成分分析.结果表明,Cu和Fe的析出和氧化是材料磁性能失效的原因,分析结果对预防该类材料失效提供了微观依据.

2∶17型Sm-Co高温永磁体的研究

用粉末冶金工艺制备了Sm(CobalFevCu0 .0 88Zr0 .0 2 5) 7.5(v =0～ 0 .3 0 )烧结磁体 ,通过系统研究Fe含量对磁体的室温及高温磁性的影响 ,制备出了具有很好的高温稳定性的永磁材料Sm(CobalFe0 .0 7Cu0 .0 88Zr0 .0 2 5) 7.5,在 5 0 0℃时其磁性能为 :Br=0 .687T ,bHC=42 9.7kA·m- 1 ,iHC=63 7 4kA·m- 1 ,(BH) max=83 .7kA·m- 1 。比较了该材料与商业用高矫顽力Nd Fe B和高矫顽力 2∶17型Sm Co磁体的高温磁性。

用还原扩散法制备Sm_2Fe_(17)合金

主要研究还原扩散法(R/D)制备Sm2Fe17合金的工艺和主要影响因素,并通过XRD和SEM等分析测试手段对还原扩散机理作了理论分析和实验研究,得出了还原扩散法制备Sm2Fe17的最佳工艺条件,实验表明在合理的原料配比条件下,1423K保温6小时后快淬可以制得成分单一的Sm2Fe17合金。

2:17型SmCo稀土永磁材料的研究现状与趋势

2:17型SmCo永磁材料主要有4种类型的磁体:高温磁体、超低温度系数的磁体、辐射取向和辐射多极取向环行磁体、高电绝缘磁体。介绍了其制造方法,主要是粉末冶金(烧结)法、还原扩散法和快淬-粘结法;描述了磁体的胞状显微组织结构和成分对结构的影响;总结了其矫顽力机理,特别是高温下的矫顽力机制;并对该永磁材料的今后研究趋势作了评述。

Sm_2Co_(17)型高温稀土永磁的微结构与磁性能

采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、磁力显微镜(MFM)和原位X射线衍射(XRD)等探讨Sm2Co17型稀土永磁材料的胞状结构、畴结构和相结构及其对磁性能的影响,制备使用温度为500℃的高温稀土永磁材料。结果表明,Sm(CoFe0.11Cu0.10Zr0.03)7.5具有很好的高温稳定性,500℃时的磁性能为:Br=0.708 T,Hci=646.7 kA/m,BHmax=85.4 kJ/m3;其磁畴宽度远小于晶粒尺寸,但大于胞状结构的尺寸,使用温度较高的磁体具有较小的磁畴和胞状结构;当使用温度小于300℃时,Sm2Co17型磁体内存在的相结构为2:17R、2:17H和1:5相,矫顽力主要受1:5相的钉扎而产生;当300℃<t<tc1:5时,部分1:5相转变成中间相并最终转变成2:7相,磁体的矫顽力将由1:5相钉扎和2:7相形核所控制;当t≥tc1:5时,磁体的矫顽力将全部由非磁性1:5相和2:7相形核所控制。

稀土SM_2Fe_(17)型永磁材料X射线无标定量相分析

具有优良内禀磁性能的 Sm2Fe17型稀土永磁材料是当前磁性材料领域研究的热点之一.通过分析 Sm2Fe17 型菱方结构和体心立方 -Fe 中原子坐标计算得到了 Sm2Fe17 相的 303 衍射在 2 303= 42.57 °和 -Fe 的 110 衍射在 2 110= 45.067 °的结构因子 F 分别为 651.91 与 31.52.由单相计算结果与试验值及标准值的对比发现,利用 X 射线衍射的测量值,用直接对比法分析 Sm2Fe17 型稀土永磁材料中物相的组成是可行的.退火态和 HDDR 处理后 Sm10.5Fe89.5 和 Sm12.8Fe87.2合金的物相组成计算表明,多添加质量分数为 25%的Sm,可以补偿钐在熔炼时的挥发,使退火后Sm12.8Fe87.2合金的 -Fe 量减少到体积百分比 1.7%.多添加金属 Sm 对 HDDR 工艺中的复合过程没有明显的补偿效果,对减少 HDDR 工艺后的残留 -Fe 含量作用不大.

共沉淀法制备Sm_2Fe_(17)合金前驱体的热力学分析

对制备钐铁合金前驱体的Sm(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)-NH3.H2O-NH4HCO3-H2O体系进行了热力学分析,给出了溶液中Sm(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)浓度与pH值的关系,确定了两种金属离子完全共沉淀的最佳pH为7.0。

低温热处理增强α-Fe／Sm2Fe17Cx纳米复合永磁合金磁性能的机制研究

采用X射线衍射分析、透射电子显微镜、振动样品磁强计研究了经400℃低温热处理前后对Sm5Fe80Cu1Si5B3C2.5Zr3.5非晶合金的非晶微结构、晶化后纳米复合永磁体的组织结构及磁性能的影响规律。结果表明,非晶合金直接于750℃退火后软磁α-Fe相和硬磁Sm2(Fe,Si)17Cx相的尺寸分别为50.6和20.6nm,体积分数分别为71.1%和28.9%;而经400℃热处理后复纳米晶组织结构中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的晶粒尺寸分别改变为36.5和24.4nm,体积分数分别为76.7%和23.3%,磁交换耦合作用明显增强。径向分布函数计算表明,低温热处理优化了非晶合金的短程有序范围、配位数和最近邻原子间距等微结构参数,改变了原始态非晶合金中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的晶化行为,这是细化α-Fe/Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米晶结构和提高磁耦合性能的根本原因。

化学共沉淀-热分解法制备Sm2Fe17合金前驱体

以化学共沉淀-热分解法制备Sm2Fe17合金前驱体。探讨溶液pH值、反应物浓度、反应温度以及陈化温度等对沉淀过程粒度和形貌等的影响，研究煅烧、氢预还原温度和时间对产物晶型的影响，确定实验的最优条件：采用红外光谱、XRD以及SEM等手段进行检测。结果表明，该前驱体化学成分配比准确，钐铁摩尔比约为2：17，结构完整，并且粒度分布均匀，完全符合作为磁性材料前驱体要求。

高矫顽力2∶17型SmCo稀土永磁的时效处理与磁性能的研究

利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线电子能谱分析以及磁性测量的方法,研究了高矫顽力2:17型钐钴稀土永磁合金在等级时效过程中磁性能的变化与时效条件及显微组织结构的关系。合金一经时效就由单相固溶体分解为2:17相和1:5相,在随后降低温度的等级时效过程中,内禀矫顽力由398kA/m提高到1631.8kA/m,H_(ci)的提高可以认为是两相畴壁能差的变化引起的,另外时效中产生的晶界析出物对矫顽力的提高也起了一定的作用。

2：17型Sm（Co，Fe，Cu，Zr）z磁体微磁结构的磁力显微镜研究

用磁力显微镜（MFM）研究了2：17型Sm（Co，Fe，Cu，Zr）z磁体的微磁结构。通过对镀和不镀Ta高温退火前后样品的微磁结构的比较。研究表明：20nm厚度的Ta膜保护层能有效抑制高温下Sm的挥发；对于2：17型Sm-Co磁体，样品制备过程中介入的应力只能对磁畴结构产生局域的影响；不镀Ta膜高温退火后，由于Sm严重挥发，样品表面微磁结构发生很大变化。对比高矫顽力Fe-Pt针尖和普通Co-Cr MESP针尖测量的磁力图，

W含量对Sm_2(Fe,W)_(17)合金氢化-歧化特性的影响

用熔炼后均匀化退火的方法制备了Sm2(Fe,W)17母合金,然后于200～700℃、0.1MPa氢气压下保温1h进行氢化-歧化处理。研究了Sm2(Fe,W)17合金在氢化-歧化过程中的相变行为及W含量对Sm2(Fe,W)17合金氢化-歧化特性的影响。结果表明,Sm2(Fe,W)17在200℃、0.1MPa的H2气氛下吸氢形成Sm2Fe17Hx相,基体晶格膨胀,产生穿晶和沿晶断裂而破碎,W含量越高则合金吸氢越少。当温度高于600℃后,合金发生歧化反应,Sm2Fe17Hx相逐渐分解为SmHx和α-Fe;温度升至700℃后,W含量不同的Sm2(Fe,W)17合金歧化完成程度各异,W含量越少歧化越完全。

高使用温度Sm2Co17型永磁材料研究进展

目的:梳理Sm2Co17型高使用温度永磁材料的研究现状。方法:从成分、新旧制备工艺、理论分析及表面处理等方面综述了高使用温度Sm2Co17型永磁材料的研究现状。结果:新理论分析方法在一定程度上揭示了微结构和磁性能的温度依赖关系,新工艺可获得比旧工艺更高的高温磁性能,但仍然存在一定局限性。结论:目前Sm2Co17型永磁材料已获得较好的磁性能及应用,但为了进一步提高其高温磁性能并为新一代高使用温度永磁材料的开发提供基础,今后对更深层次显微结构与磁性能的关联机制进行研究是很有必要的。

添加液相合金对Sm_2Co_(17)稀土永磁磁性能的影响

本文介绍了Sm_2(Co.Cu.Fe.Zr)_(17)稀土永磁合金中钐含量对合金磁性能的影响,并研究了液相烧结工艺中不同的液相合金添加量对合金性能的作用。研究结果表明,添加液相合金后容易获得较好而稳定的磁性能。与常规的2:17稀土永磁合金相比,合金的矫顽力iHc和最大磁能积(BH)_(max)分别提高48kA/m和16kJ/m^3左右。采用液相烧结工艺还可以实现人为调节合金成分,因此提高产品的合培率,对批量生产磁体具有很大的经济价值。

还原扩散法制备Sm_2Fe_(17)N_x磁粉的研究

研究了还原扩散法制备Sm2Fe17Nx磁粉过程中,还原扩散反应温度和时间对Sm2Fe17合金单相性的影响,以及Sm2Fe17合金渗氮过程中渗氮温度和时间对Sm2Fe17Nx磁粉性能的影响.结果表明:当还原扩散反应温度为1423K、反应时间为5小时能得到均相单一的Sm2Fe17合金;在728K温度下渗氮3.5小时后,400目～500目的Sm2Fe17Nx磁粉的各项磁性能达最大值:Br=0.8943T,Hc=325.8kA/m,Hcj=420.3kA/m,(BH)max=78.6kJ/m3.