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。

磁粉粒度对2:17型Sm-Co烧结磁体性能及微结构的影响

通过粉末冶金工艺制备了高剩磁2:17型Sm-Co永磁材料,系统地研究了磁粉平均粒度对磁体性能和微结构的影响。随着球磨时间的延长,磁粉的平均粒度D由6.2μm逐渐减小到4.3μm,烧结磁体的平均晶粒尺寸从约80μm减小到约30μm,磁体中的氧含量明显增加。当D在5.0～6.0μm范围时,烧结磁体的综合性能较好,特别是在D=5.7μm时,磁体具有最佳的磁性能:Br=1.16T,Hcj>2069.6kA/m和(BH)m=231.6kJ/m3。

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。

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。

2:17型Sm-Co整体辐向永磁环烧结工艺的研究

针对2∶17型Sm-Co整体辐向永磁环在烧结过程中出现的问题进行了研究,并通过SEM、EDS等分析了真空预烧和烧结温度对磁体性能的影响原因。结果表明:调整合适的烧结工艺过程能有效地减少永磁环的开裂和变形;在1190℃进行真空预烧,明显改善了永磁体的性能,预烧时间在20min时,磁性能最好。烧结温度对永磁体性能有着非常重要的影响,合适的烧结温度为1220℃,烧结时间为70min。永磁体的磁性能:Br=1.08T,Hcj>2100kA/m,(BH)max=212kJ/m3。

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。

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。

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。

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。

磁场下球磨处理各向异性纳米级Sm2Co17磁粉的制备与分析

2∶17型SmCo稀土永磁合金以良好的温度特性和较高的磁性能已成为不可或缺的高温永磁器件,通过球磨工艺,利用有机试剂庚烷和油酸对2∶17型Sm(CobalFe0.07Cu0.088Zr0.025)7.5磁粉表面包覆预处理,并在磁场强度为1.5T的外磁场下,对该磁粉进行细磨0.5～20h,制备得到厚度为20～100nm、具有各向异性能的纳米级磁片,其对应的磁性能(BH)m为127.36kJ/m3。

Sm_(12.7)Fe_(86.3)Nb_1合金的氢处理

Sm12.7Fe86.3Nb1合金在不同温度下氢爆(HD)及氢化歧化解吸再复合(HDDR)处理时,100℃时可氢化形成Sm2(Fe,Nb)17Hy,随着温度升高氢化速度加快,到400℃时单胞体积最大膨胀了3.38%。超过500℃时Sm2(Fe,Nb)17Hy+H2→SmHy+α Fe(Nb)发生歧化,直到900℃仍旧存在,故氢爆温度应低于500℃。解吸与再复合过程在超过700℃时可能以SmHy+α Fe(Nb)→Sm2(Fe,Nb)17+H2方式进行。在连续的HDDR处理过程中,吸氢歧化在升温(400℃/h)的过程中即已完成,而解吸再复合在保温时与歧化阶段达到平衡,即SmHy+α Fe(Nb) Sm2(Fe,Nb)17+H2,抽真空是使该反应向右进行的主要驱动力。在HDDR过程中破坏试样的原颗粒尺寸会残留较多的软磁α Fe相而恶化氮化后的磁性能,HDDR后残留的α Fe相含量均高于退火态的残留量,2次循环后磁粉的矫顽力较高。HDDR使粉末颗粒表面产生裂纹,再复合后的Sm2(Fe,Nb)17颗粒细小均匀,尺寸分布在几十纳米到300nm之间。

Sm_(12.8)Fe_(87.2)合金氮化前后高能球磨的研究

用破碎法制备了Sm12.8Fe87.2合金及其氮化物,对比研究了高能球磨工艺对母合金及其氮化物粉末的形貌、组织结构 及磁性能的影响。研究发现,高能球磨细化Sm12.8Fe87.2合金粉末或Sm12.8Fe87.2Nx氮化物粉末的过程均由大粉末颗粒→压延或 断裂成层片状→断裂成小颗粒3个阶段循环组成,并均在球磨一定时间后使粉末中的Sm2Fe17型相完全非晶化,α-Fe含量增 高且没有完全非晶化。球磨细化同粒度氮化物粉末的速度比母合金粉末的快。氮化过程不改变Sm12.8Fe87.2合金粉末球磨后 的相结构。氮化物的非晶化过程应当为:Sm2Fe17Nx(晶态)→SmFeN(非晶)+α-Fe。经两种高能球磨方式得到的氮化物粉末 的矫顽力随着球磨时间的延长而降低,而剩磁与磁化强度值在球磨时间短时降低,延长时间又增高,到球磨到主相非晶化 后又降低。

烧结温度对2∶17H型高性能SmCo合金微观结构和磁性能的影响

采用真空熔炼炉对某2∶17H型高性能SmCo合金进行熔炼,研究了烧结温度分别为1195、1200、1205、1210℃时对该合金的烧结态磁体磁性能和微观结构的影响。然后对4种烧结温度的永磁体进行磁性能和密度测试,并对其进行微观结构的表征。结果表明,适当的增加烧结温度,可使烧结态磁体的各项磁性能增加,但烧结温度过高,会使烧结态磁体的各项磁性能大大降低。当烧结温度为1205℃时得到最好的磁性能,其中剩磁B_(r)为11.41 kGs,内禀矫顽力H_(cj)为1.05 kOe,最大磁能积(BH)_(max)为7.365 MGOe。各项磁性能分别受烧结态磁体的元素分布、晶粒均匀性及尺寸、磁体密度、Sm_(2)O_(3)、富Zr相影响。

Sm(Co_(bal)Fe_xCu_(0.088)Zr_(0.025))_(7.5)(x=0-0.30)烧结永磁体的磁性及其高温特性

用粉末冶金工艺制备了Sm（CobalFexCu0.88Zr0.025）7.5（x=0-0.30）烧结磁体,对Fe含量x对磁体的磁性及其高温特性的影响进行了系统研究.随Fe含量的增加,最大磁能积（BH）max和剩磁Br逐渐增加,分别在x为0.21和0.27时达到了最大值205kJ/m3和1.055T,然后迅速下降.当x≥0.24时,磁体中开始有FeCo软磁性相析出,破坏了磁体的永磁特性.Fe含量对磁体高温稳定性有巨大的影响,在Fe含量x=0.21时,磁体内禀矫顽力温度系数β为-0.23％/K;当x=0.07时,β降至-0.14％/K（293-723K）.制备出有很好的高温稳定性的永磁材料Sm（CobalFe0.07Cu0.088Zr0.025)7.5,在723K时其磁性能为:Br=0.725T,bHc=517kA/m,iHc=764kA/m,（BH）max=95 kJ/m3,B-H退磁曲线保持为直线.

新型高温永磁体的研制

通过分析影响磁体高温性能的因素,设计了新磁体的成分为:Cu含量高,Fe含量低,Zr适量,Sm含量高;采用粉末冶金工艺制备了高温Sm_2(CoFeCuZr)_(17)永磁体。制得的磁体室温磁性能为:B_r1.075 T,H_(ei)2 098.2 kA/m,H_(eb) 776.1 kA/m,H_k843.8 kA/m,(BH)_(max)210.0 kj/m^3;在200℃时的磁性能为:B_r0.991 T,H_(ci)1 175.7 kA/m,H_(cb)531.7 kA/m,H_k577.9 kA/m,(BH)_(max)172.5 kJ/m^3;矫顽力温度系数β(20～200℃)为-0.24％/℃。经理论分析和实验验证,磁体的使用温度均超过400℃,为高温环境(高于400℃)提供了一种实用性永磁材料。

高温稀土永磁Sm(Co_(0.72)Fe_(0.15)Cu_(0.10)Zr_(0.03))_(7.5)的制备和性能

采用粉末冶金法制备稀土永磁Sm（Co0．72Fe0．15Cu0．10Zr0．03）7．5。结果表明：磁体的密度和各项磁性能都随预烧温度的提高而增加，在1200℃时获得最大值；提高烧结温度有利于提高磁体的密度，但各项磁性能都在1215℃获得最大值；提高固溶温度对磁体的密度和Br的影响不大，但Hcb、Hci和（BH）max都在1185℃时获得最大值。最佳工艺制备的磁体的室温磁性能为：Br=0．94T，Hcb=708．4 kA·m^-1，Hci=2276．6kA·m^-1，（BH）max=171．9kJ·m^-3；500℃时的磁性能为：Br=0．67T，Hcb=429．8kA·m^-1，Hci=509．4kA·m^-1，（BH）max=81．2kJ·m^-3；磁体的温度稳定性良好，内禀矫顽力温度系数β（25～500℃）为一0．16％／℃，工作温度达到533℃。

Sm_2Fe_(17)型合金氮化工艺的研究进展

具有优异磁性能的Sm_2Fe_(17)N_x材料在制备过程中,氮化工艺是极其重要的环节。对Sm_2Fe_(17)型合金氮化的晶体结构、扩散反应等基本原理进行了总结,分析了氮化压力、时间、温度等因素对氮化工艺的影响,若氮化时间较短则氮化不完全,而氮化时间过长则导致氮分布不均匀等;指出了现有氮化工艺在固态粉末条件下进行渗氮处理时,存在氮化程度不均一、氮化效率低等问题;提出了高压条件下实现液态或固态合金直接氮化制备钐铁氮合金粉体的新展望。

烧结和时效工艺对Sm(Co_(bal)Fe_(0.247)Cu_(0.073)Zr_(0.025))_(7.6)永磁材料磁性能的影响

用粉末冶金工艺制备Sm(Co_(bal)Fe_(0.247)Cu_(0.073)Zr_(0.025))_(7.6)烧结磁体,通过改变烧结温度、固溶和时效保温时间考察了烧结-固溶及时效工艺各个阶段的工艺参数对磁体微结构和磁性能的影响规律,从而确定最佳工艺条件。结果表明,Sm(Co_(bal)Fe_(0.247)Cu_(0.073)Zr_(0.025))_(7.6)磁体磁性能随烧结温度升高先升后降;随固溶时间的延长先升后降;随保温时间的延长,整体呈下降趋势。通过优化工艺,Sm(Co_(bal)Fe_(0.247)Cu_(0.073)Zr_(0.025))_(7.6)磁体在1215℃烧结1 h、固溶保温8 h、等温时效5 h,样品得到最优磁性能:B_r=1.104 T,H_(cj)=949 kA/m,(BH)_(max)=230 kJ/m^3。