纳米Al掺杂对烧结Nd-Fe-B结构与性能的影响

采用晶间掺杂方法将不同含量的纳米Al加入钕铁硼细粉中,制备出不同纳米Al掺杂量的烧结钕铁硼磁体。系统研究了纳米Al的掺杂对烧结钕铁硼磁体微观结构、磁性能和温度稳定性的影响。结果表明:纳米Al的掺杂可以明显提高磁体的矫顽力,其矫顽力由未掺杂纳米Al时的8.91 kOe提高到掺杂0.8%纳米Al时的12.34 kOe,但纳米Al的掺杂也会导致磁体的剩磁和磁能积的降低。纳米Al的掺杂能够改善磁体的温度稳定性。由于纳米Al的熔点低,通过掺杂纳米Al既有助于烧结磁体的液相烧结促进其致密化,又能减少块状富稀土相,增加薄片状富稀土相,起到去磁耦合作用,对于烧结磁体的磁硬化具有重要作用。

Nd-Fe-B片铸连续恒定浇注流量数学模型分析及工程实现

针对烧结Nd-Fe-B磁体生产过程中速凝(片铸)浇注流量较难控制的问题,建立合金熔炼坩埚连续恒定浇注流量数学模型,用工程软件计算并绘制倾角(θ)-流量(q)、时间(t)-速度(v)等函数曲线;分析函数曲线特征,发现倾转坩埚的几何形貌和状态变化是导致连续浇注流量不稳定的主要因素,在约60°与73.9°倾转角流量发生急剧变化。根据曲线特性和现场采集数据,制定短时间等角速度(即局部线性化)的恒定熔液流量控制策略,设计片铸炉的系统嵌入式间接模糊控制恒定浇注流量铸片子系统,工程化实现浇注过程液面无浪涌的连续平稳片铸,铸片厚度及其一致性均达到满意指标。

热处理对双合金工艺制备的(Nd,Tb)-Fe-B烧结磁体矫顽力的影响

为了在降低重稀土用量的情况下进一步提高磁体矫顽力,应用双合金工艺将主合金粉与辅合金粉按7.5:2.5比例混合制备出双合金Nd-Fe-B烧结磁体。探究了回火工艺对稀土双合金磁体矫顽力的影响,并通过扫描电镜表征了热处理对合金微观结构和组分分布的影响。结果发现,在特定的烧结温度和回火下,合金主相能分布更加均匀,且在其周围的含重稀土相趋于形成薄的壳层结构。该实验方案在保证磁能积基本不降低的前提下通过特定的烧结和时效等热处理工艺有效提高了磁体矫顽力。通过优化热处理方式,最后得到矫顽力为18.57 kOe、磁能积为48.53 MGOe的高性能磁体。

Parylene镀层对烧结Nd-Fe-B磁体稳定性的影响

采用化学气相沉积法(CVDP)在Nd-Fe-B磁体和电镀Cu层的Nd-Fe-B磁体表面包覆派瑞林(Parylene)镀层,分析Parylene镀层和Parylene+电镀Cu复合镀层对磁体化学稳定性和温度稳定性的影响。Parylene分子沉积到磁体表面形成一层致密的镀层,镀层表面形成大小不同的颗粒,造成磁体表面粗糙度变大。Parylene镀层与Nd-Fe-B基体结合紧密,未出现缝隙和镀层脱落现象,镀层厚度随Parylene粉末质量增加逐渐增大。Parylene镀层一方面可以有效改善Nd-Fe-B磁体的化学稳定性,提高磁体中性盐雾耐腐蚀性能;另一方面对磁体有很好的抗热氧化保护作用,有利于提高磁体的温度稳定性,降低高温磁通不可逆损失(h_(irr))。Cu镀层的存在不利于Parylene镀层改善磁体化学稳定性和温度稳定性,这是由于电镀Cu层与Nd-Fe-B磁体基体和Parylene镀层结合不紧密,界面存在缝隙与裂痕。

无重稀土烧结Nd-Fe-B磁体的显微结构和磁性能研究

对Ga、Al、Cu和Zr共同掺杂的烧结Nd-Fe-B磁体磁性能和显微结构进行研究,并通过回火工艺对磁体的矫顽力进行调控。结果表明:当一级回火为900℃×150 min,且二级回火为500℃×180 min时,磁体矫顽力H_(cj)从烧结态的14.33 kOe大幅提高到二级回火态的19.86 kOe,提高了38.6%;方形度H_(k)/H_(cj)由0.86增加到0.97;剩磁B_(r)仅从烧结态13.51 kGs略微下降到二级回火态的13.46 kGs;富稀土相分布更加连续和明显。研究分析表明,矫顽力大幅增加主要是由于含有少量的富Nd相和贫B相的烧结Nd-Fe-B磁体中Ga的掺杂改变了晶界相湿润性,降低了富稀土相中Fe元素的含量。本研究为无重稀土高矫顽力和高剩磁烧结Nd-Fe-B磁体步入产业化夯实了理论基础。

高Ce含量RE-Fe-B烧结磁体元素分布与磁性能研究

为了开发具有商业价值的高Ce含量RE-Fe-B磁体,提高高丰度稀土Ce的利用率,对不同Ce替代量RE-Fe-B磁体的磁性能和微观结构进行了研究。实验结果表明,Ce/(Ce+Nd)质量分数达到40%的双主相磁体仍保持着优良的磁性能,剩磁Br达到1.31 T,最大磁能积(BH)_(max)达到310.56 kJ/m^(3)。在Ce替代量为40%的单、双主相磁体中,Nd和Ce元素的置换行为存在差异,单、双主相磁体中Nd元素均偏向于进入主相晶粒,Ce元素则趋于聚集在晶界相或主相晶粒表层,且在双主相磁体中形成贫Ce主相和接近名义成分的(Nd_(0.6)Ce_(0.4))_(30.5)(Fe,M)_(bal)B_(0.97)主相。通过观察磁畴翻转分析了单、双主相磁体的磁化行为,研究了双主相磁体矫顽力增强机制:贫Ce主相的高各向异性场对富Ce主相的磁矩起到了钉扎作用。Nd和Ce元素扩散行为的研究为制备高Ce含量、高磁性能的商业化RE-Fe-B磁体提供了依据。

烧结Nd-Fe-B磁体表面渗镀Dy2O3对磁体显微组织和磁性能的影响

研究了烧结Nd-Fe-B磁体表面渗镀Dy2O3对磁体组织结构与磁性能的影响。表面渗镀Dy2O3后,N40的矫顽力由1017 kA.m-1提高到1146 kA.m-1,38H的矫顽力由1575 kA.m-1提高到1753 kA.m-1,而通过传统合金化添加同量Dy,N40和38H的矫顽力分别为1061和1634 kA.m-1。磁体表面渗镀Dy2O3后热稳定性也大大改善。组织分析表明,元素Dy从表面扩散并渗入磁体的内部约20μm厚,Nd2Fe14B晶粒表层附近Dy含量比晶界中高,说明Dy2O3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd2Fe14B晶粒表面层的部分Nd发生置换反应,增强了Nd2Fe14B晶粒表面层的磁晶各向异性。在此基础上,提出了高矫顽力高热稳定性渗Dy的烧结Nd-Fe-B磁体中Dy分布的理想模型。

Nd-Fe-B永磁材料氢脆机理与阻氢涂层研究

本文利用三维 Mobius反演变换得到了金属 Nd原子间的相互作用势和 H原子间的相互作用势 ,利用组合规则得到了 Nd- H原子间的相互作用势 ,进而利用正则系统分子动力学算法研究了在一定加载应力强度因子下氢在 Nd晶体中的行为 ,模拟结果表明 ,H在 Nd晶体裂尖富集成许多氢原子团簇或氢气团簇 ,这在一定程度上解释了 Nd- Fe- B磁体中的氢爆现象 ,进而为 Nd- Fe- B阻氢涂层工艺提供理论参考 ,达到在原子分子水平上设计新型阻氢涂层的目的。对 Nd- Fe- B阻氢涂层的制备进行了实验研究 ,利用厚膜烧结方法在 Nd- Fe- B磁体表面涂覆银及高分子聚合物涂层 ,高压充氢实验结果表明 ,在 10 MPa、2 5℃的氢环境中 ,磁体充氢 178分钟未粉碎 ,最长可达2 88分钟 ,充氢后的磁体磁性能没有变化。另外 ,对 γ-辐照前后涂覆涂层的磁体进行了磁性能、充氢及尺寸测试 ,实验结果表明 ,涂覆涂层的磁体 γ-辐照前后磁性能。

Nd-Fe-B包晶合金定向凝固组织的研究

利用亚快速定向凝固设备制备Nd-Fe-B合金,并研究了其定向凝固组织.设计合金成分为:亚包晶成分(Nd10.8Fe83.8B5.4)、包晶成分(Nd11.76Fe82.36B5.88)和过包晶成分(Nd13.5Fe79.75B6.75).对抽拉速率在5～500μm/s范围内合金的定向凝固及微观组织的研究表明:三种成分Nd-Fe-B合金的最终凝固组织均由α-Fe枝晶相、包晶Nd2Fe14B相和富Nd相组成;随着抽拉速率的提高,α-Fe相的一次枝晶间距呈减小的趋势;三种成分凝固组织中的α-Fe相的体积分数随着抽拉速率的提高都表现出了先减后增的趋势,而Nd2Fe14B相的体积分数都表现出了先增后减的趋势.

高Dy含量烧结Nd-Fe-B的晶界扩散处理研究

研究了晶界扩散处理对高Dy含量烧结Nd-Fe-B磁体性能和结构的影响。经蒸镀渗Dy晶界扩散处理,高Dy含量Nd-Fe-B磁体的矫顽力从1 713 kA/m提高至2 161 kA/m,而剩磁和最大磁能积基本没有下降,处理后磁体内Dy平均质量分数仅增加0.30%。不同深度片层分析表明,虽然磁体近表面片层比中心片层的Dy含量高,但是片层间矫顽力相差较少,而且所有片层的矫顽力均远高于未处理磁体片层的矫顽力。电子探针Dy元素面分布结果显示,在未处理高Dy含量磁体的晶界与主相中均存在Dy元素富集区且富集浓度较低,而经扩散处理后,晶界富Nd相中的Dy富集区浓度及所占比例明显提高;包括磁体芯部在内,磁体内大部分角隅处富Nd相内Dy含量明显增加,进一步提高了高Dy含量磁体内部各处的矫顽力。

添加Nb对Nd-Fe-B磁体温度稳定性的影响

对Ｎｄ１５．１５Ｆｅ７８．１１－ｘＮｂｘＢ６.７４（ｘ＝０， ０．２１， ０.４２， ０．７２， １．０８， １．４４）永磁体的温度特性和显微组织及两者之间的关系进行了研究.结果表明： Ｎｂ可以显著降低磁体的磁通不可逆损失，但对磁体磁通可逆部分几乎没有影响;Ｎｂ在Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁体中的作用是使晶粒均匀化、规则化，导致晶粒表面层厚度ｒ０大幅度变薄，晶粒表面的最小形核场Ｈｎ和Ｂｌｏｃｈ壁的挣脱钉扎场ＨＮ增大，因而使磁体的不可逆损失降低、温度稳定性和使用温度提高．

微量添加晶界合金对烧结Nd-Fe-B力学性能及微观结构的影响

采用双合金法制备系列烧结Nd Fe B磁体 (保持其主合金成分不变 :Nd1 4.1 Dy0 .5Fe79.0 B6 .4 (原子分数 ) ,所添加的晶界合金中的B含量从0 .95 % (原子分数 )逐步增加到 6.95 % (原子分数 ) ) ,研究了微量添加晶界合金对烧结Nd Fe B力学性能及微观结构的影响。研究结果表明 :微量添加晶界合金所制备的磁体 ,其抗弯强度值普遍高于单合金法制得的磁体 ;前者的抗弯强度最高可达 3 97MPa ,高于铸造 热压磁体的抗弯值 ,而后者的抗弯强度仅为 3 0 9MPa。由相结构分析可知 ,当添加的晶界合金中的B含量为 0 .95 (原子分数 ) ,主相晶格的四方度减小 ,这时磁体具有最高的抗弯强度。另外 ,微量添加晶界合金 ,可使磁体中晶界相的分布更加均匀 ,从而基本上消除了主相晶粒直接接触的现象 ,使晶粒的不规则长大得到抑制。这也是微量添加晶界合金后磁体具有较高抗弯强度的原因之一。对磁性能的研究结果表明 ,微量添加晶界合金几乎不影响烧结Nd Fe

优化边界结构与高性能烧结Nd-Fe-B永磁材料的制备

采用双合金技术，在富Nd晶界相中，同时添加TM1（Nb、Ti）和TM2（Al、Ga），获得了矫顽力超高、热稳定性好、力学性能和耐腐蚀性强的烧结Nd—Fe—B永磁材料。在（NdDyTb）12.69（FeCoNb）84.01B6.00主合金中添加6％的（NdDyTb）25（FeCoNbTiGaAl）68B7辅合金，磁体的内禀矫顽力达到2880kA／m，260℃时磁通不可逆损失仅为5％，22～220℃剩磁和矫顽力的温度系数分别为-0．110％／℃-0．381％／℃，抗弯强度为328MPa，168h失重2．5mg／cm^2。

一级回火和烧结温度对掺Dy_2O_3的Nd-Fe-B磁性能影响

研究了一级回火和烧结温度T对掺Dy2O3烧结钕铁硼磁体的磁性能和微观结构的影响。结果表明:一级回火和烧结温度对磁体磁性能影响显著,尤其对矫顽力Hcj的影响。当添加2%(质量分数,下同)的Dy2O3时,一级回火可以明显提高磁体的Hcj,但烧结温度影响甚微;当添加5%的Dy2O3时,随烧结温度的提高,磁体的Hcj显著提高,但是一级回火使Hcj提高不明显。这主要归因于:一是Dy2O3发生置换反应生成Nd2O3颗粒影响烧结和回火制度,二是烧结温度影响Dy原子扩散。

取向度对Nd-Fe-B磁体磁性能均匀性的影响

用数理统计方法研究了粉末烧结 Nd- Fe- B永磁体磁性能的均匀性。分析发现 ,粉末取向度对均匀性有很大影响 ,随装填密度增加 ,取向度变小 ,磁性减弱 ,分布的离散度变宽。磁体磁通量的分布受成分、取向磁场和密度等多种随机因素的影响 ,统计结果比较好地服从正态分布。

粘结Nd-Fe-B永磁材料的研究进展

由于粘结Nd-Fe-B永磁体具有净成型、自动化生产等优点,其商业价值备受关注。介绍了Nd-Fe-B磁粉的制备方法、粘结Nd-Fe-B永磁体的制备工艺以及常用的粘结剂、添加剂的类型,提出了粘结Nd-Fe-B永磁材料具有广阔的应用前景。

晶间合金化Ga元素对烧结Nd-Fe-B磁性能与显微组织的影响

用晶间合金化方式直接在(NdPr)29.6(FeCuZr)69.2B1.0粉中加入0.3%Ga(质量分数,以下同),磁体的内禀矫顽力从943.5kA/m提高到1181.0kA/m。分别用晶间合金化方式和传统合金化方式在(Nd-PrDy)30.0(FeCuZr)69.0B1.0中加入0.2%Ga,前者的内禀矫顽力达到1224.0kA/m,远高于后者的971.5kA/m。显微组织结构分析表明:用晶间合金化方式加Ga后改善了边界结构,没加Ga时晶粒边界不平直,晶界处缺陷较多;加Ga后晶界平直光滑,Ga主要分布在晶界,而晶内Ga含量极低。

优化边界结构制备高矫顽力及高热稳定性烧结Nd-Fe-B磁体

用双合金工艺在(Nd_(0.75)D_(y0.10)Tb_(0.15))_(12.69)Fe_(79.01)Co_(2.00)Nb_(0.30)B_(6.00)近正分主合金粉中添加质量分数为3%的富稀土辅合金(Nd_(0.75)D_(y0.10)Tb_(0.15))_(25.00)Fe_(21.50)CO_(21.50)Nb_(4.00)Ga_(8.00)Ti_(5.00)Al_(8.00)B_(7.00)粉和3%的Dy_2O_3粉,成功制备出超高矫顽力和高热稳定性的烧结Nd-Fe-B磁体,内禀矫顽力H_(ci)和最大磁能积(BH)_(max)分别为3028kA/m和254 kJ/m^3,22—220℃剩磁和矫顽力的温度系数分别为-0.104%/℃和-0.356%/℃,260℃不可逆磁通损失L_(irr)的绝对值仅为4%.微观组织分析表明:主相Nd_2Fe_(14)B晶粒边界光滑、平直,富Nd相连续均匀分布于主相晶粒周围;在Nd_2Fe_(14)B晶粒表层附近富含Dy,Dy_2O_3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd_2Fe_(14)B晶粒表层中的Nd发生置换,从而在界面附近增强了磁各向异性.在此基础上,进一步提出了制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体中Dy的理想分布示意图.

快淬Nd-Fe-B非晶厚带的晶化过程和非等温晶化动力学

利用熔体快淬法在12 m/s的辊速下制备了Nd_6Fe_(72)B_(22)和Nd_6Fe_(68)Ti_4B_(17)C_5非晶厚带.通过DSC和XRD,并借助Kempen模型和Kissinger方程,研究了合金的非晶晶化过程及非等温晶化动力学.结果表明,两种合金厚带具有不同的晶化过程以及晶化动力学机制.Nd_6Fe_(72)B_(22)合金的晶化过程分为三步完成:非晶相(AP)→Nd_2Fe_(23)B_3→Nd_2Fe_(14)B+α-Fe+ Fe_3B→Nd_2Fe_(14)B+α-Fe+Fe_3B+NdFe_4B_4,而Nd_6Fe_(68)Ti_4B_(17)C_5合金一步完成晶化:AP→Nd_2(Fe,Ti)_(14)(B,C)+α-Fe+Fe_3B.与Nd_6Fe_(72)B_(22)合金由界面控制的多晶型晶化不同,Nd_6Fe_(68)Ti_4B_(17)C_5合金以扩散控制的共晶型晶化为主.

元素Ga对烧结Nd-Fe-B永磁体显微结构与磁性能的影响

本文研究了添加元素Ga[0 %～ 2 % (质量分数 ) ]对烧结Nd15Fe78B7永磁体显微结构与磁性能的影响。结果表明 :添加少量的Ga就可有效的提高内禀矫顽力Hci 而不引起剩磁Br 和最大磁能积 (BH) max 的降低 ;Ga的添加量为 1 0 % (质量分数 )时 ,得到与Nd Fe B系永磁体理想显微结构相近的显微组织结构 ;添加元素Ga在磁体中以Nd2 Fe14 xGaxB和GaNd第二相的形式存在 ;当Ga元素添加量较大时 [>1 5 % (质量分数 ) ]时 ,添加的Ga使主相Nd2 Fe14