Nd—Fe—B烧结永磁体化学镀Ni—P的新工艺和组织结构的研究

本文介绍在Nd—Fe—B烧结永磁体上化学镀Ni—P并取得初步成效的一种新工艺——在化学镀之前的封孔处理和两次镀Ni—P工艺。进而对Ni—P合金镀层与基体的结合力,镀层中磷含量与结构的关系,镀层的测试及质量分析等进行论述。

Nd—Fe—B和Pr—Fe—B相图三维拓扑分析

利用三维拓扑构形分析方法.讨论确定了Nd—Fe—B三元相图1000℃截面上的相区关系.对Pr-Fe-B三元相图过Pr_2Fe_(14)

希土永磁材料Nd—Fe—B氧化过程及抗氧化新体系的研究

Nd-Fe-B永磁体的热稳定性较差,易氧化,氧化使材料的结构受到破坏,永磁性能受到不可恢复的损失。氧化过程是分阶段的,在室温和干燥的空气中是稳定的,150℃左右受到破坏的主要原因是体系中钕的氧化,230℃以上铁开始氧化,温度升高使氧化加快,800℃左右氧化基本结束,最终产物主要是Fe_2O_3、Nd_2O_3和NdBO_3。新研制的Nd-Fe-B-Si四元体系的抗氧化能力有较大的提高,居里温度也提高了许多,是一种大有发展前途的新材料。

Nd—Fe—B飞轮电池

美国西屋电气公司正在研究用高性能Nd—Fe—B磁体制作飞轮的可行性。这种Nd—Fe—B磁体飞轮的转速可达到每分钟10万转。这种新型飞轮起动一次可储存动能数周,而且一旦需要可立刻转换为电能。飞轮用磁轴承支承安装在真空中。

烧结过程对Nd—Fe—B永磁材料磁性能与力学性能的影响

分析了烧结过程对Nd—Fe—B永磁材料磁性能和力学性能的影响。当烧结温度为1 373 K时,随烧结保持时间延长,材料剩磁Br先增加后趋于稳定,矫顽力Hci直线下降。成分为Nd25.5Pr7.5FebalNb0.45Cu0.2Al0.55B1.10的磁体样品的抗弯强度在烧结时间为5 h时达到一个最大值后便持续下降,而成分为Nd25.5Pr7.57.5FebalNb0.15Cu0.25Al0.75B1.10的磁体样品抗弯强度是持续下降的。试验结果表明:通过优化合金成分和烧结工艺参数,可以改善烧结Nd—Fe—B永磁材料的磁性能和力学性能,获得综合性能较高的磁体。

Nd—Fe—B永磁摩托车起动电机结构和设计

根据摩托车起动电机的特殊工作条件,介绍了钕铁硼永磁摩托车起动电机一种新的结构原理及设计方法,给出设计参数和实验结果,证实了该结构的可行性和设计的正确性.

工业生产高综合性能烧结Nd—Fe—B永磁关键技术研究

通过优化合金成分设计和改进合金铸锭技术、合金粉末制备技术、磁场取向成型技术以及烧结技术 ,应用全部国产设备与国内通用的工业生产烧结 Nd— Fe—B永磁的原材料 ,避免使用镓等稀有贵重金属元素 ,实现了 N4 5 H烧结 Nd— Fe—B磁体的工业化生产。其典型磁性能为 Br=1 .3 86T(1 3 .86k Gs) ,BHC=1 0 5 9k A/m (1 3 .3 2 k Oe) ,JHC=1 4 1 8k A/m (1 7.83 k Oe) ,HK=1 3 5 7k A/m(1 7.0 6k Oe) ,(BH) max=3 64 k J/m3(45 .8MGOe)。SEM观察和 XRD分析结果表明 ,制造的 N4 5 H烧结 Nd— Fe—

生坯密度对烧结Nd—Fe—B磁体结构与性能的影响

结合国内烧结 Nd— Fe— B磁体工业生产过程 ,研究了压制成型时生坯密度变化对烧结 Nd—Fe— B磁体致密化程度、显微组织、取向度与磁性能的影响。试验结果表明 ,生坯密度的提高可促进烧结致密化过程 ,抑制烧结过程晶粒的不均匀长大 ,提高取向度 。

高性能烧结Nd—Fe—B磁体关键制造技术的开发与应用

烧结Nd—Fe—B永磁材料由于具有低成本、高磁性能而广受人们关注。近20年来,为了提高磁体的磁性能、温度稳定性能和抗腐蚀性能,国内外开展了大量的研究工作。据此,简要综述了近年来高性能烧结Nd—Fe—B磁体关键制造技术的开发与应用状况。

Nd—Fe—B永磁同步电机转子磁极结构设计与分析

介绍了钕铁硼永磁同步电机的转子结构和设计特点，分析了倾斜角度和倾斜系数的关系，证明了消除齿谐波电势的可行性和设计的正确性。

晶界相和主相微观结构对多主相(Nd,Ce)-Fe-B磁体磁性能的影响

采用微磁学方法研究了多主相(Nd,Ce)-Fe-B磁体的晶界相结构、主相晶粒尺度、主相成分等因素对磁体磁性能的影响。研究结果表明:晶界相为非磁性时,沿晶界分布的晶界相厚度越大,对磁体的矫顽力H_(cj)改善越有利;随着晶界相磁性的提高,磁体矫顽力H_(cj)明显降低。同时,主相晶粒细化也有助于改善磁体矫顽力H_(cj),随着晶粒尺度减小,磁体的矫顽力H_(cj)逐渐增大;经Pr、Dy扩散后在主相晶粒表面形成的((Nd,Ce)_(1-x)RE_(x))_(2)Fe_(14)B(RE=Pr/Dy)硬磁壳层,使形核场提高,矫顽力H_(cj)得到显著改善。

Nd-Fe-B熔炼工序中浇铸曲线对合金片片厚分布的影响研究

合金片片厚对Nd-Fe-B磁体性能的影响较大。传统浇铸曲线设定采用全程一段式线性浇铸基础进行经验修正的方式,易导致不同浇铸时段的片厚不一致影响最终的磁体性能。本文通过对浇铸过程分析,构建了两段式浇铸曲线,并导入设备中进行实验。结果表明,采用两段式浇铸曲线后,合金片片厚一致性得到大幅改善,其中设计均值±0.05 mm的合金片占比达到90%以上,±0.10 mm占比达到100%。

Nd-Fe-B磁体晶界扩散Tb效果X射线荧光光谱法表征

采用能量散射X射线荧光光谱法(ED-XRF)对晶界扩散(GBD)Tb元素的烧结Nd-Fe-B磁体的扩散效果进行评价。通过对比分析,发现ED-XRF法、辉光放电光谱法(GD-OES)和能谱法(EDS)都可以表征扩散元素Tb含量的深度分布特征,而ED-XRF法的检测特征和检测斑的尺寸等参数更适用于评价选区扩散磁体的扩散效果。当对样品扩散区域的局部位置进行不同深度多次测量时,相对于GD-OES法,采用ED-XRF法对测量深度的表征更为合理。数据显示大部分扩散元素Tb聚集在磁体表层约200μm范围内,而对磁体整体矫顽力提高起到显著作用的扩散量的临界值远小于磁体表层的Tb含量。另外,发现表面涂覆不同厚度富Tb扩散源的Nd-Fe-B磁体在经历相同热处理参数GBD工艺后,内部Tb元素含量出现差异性分布。同时还分析了采用硝酸溶液酸洗减薄法制备XRF样品的可行性,数据显示相比于双面磨或机械切割,使用硝酸溶液酸洗法制样显得更为方便且对减薄量的选择更自由。

川西甲基卡伟晶岩型锂矿科学钻探(JSD-1)岩芯Li-B-Fe-Nd同位素对稀有金属成矿作用的指示意义

甲基卡伟晶岩型锂矿位于青藏高原东部松潘-甘孜地体东南部,是我国最大的硬岩型锂矿,其成岩成矿机制至今仍有争议。为了深入认识甲基卡伟晶岩型锂矿床稀有金属超常富集的关键岩浆热液过程,研究团队基于甲基卡一号钻孔(JSD-1)岩芯开展全孔Li-B-Fe-Nd同位素地球化学研究。伟晶岩和二云母花岗岩较低的Nb/Ta、Zr/Hf值以及Li-Nd同位素表明甲基卡伟晶岩可能来源于马颈子二云母花岗岩深成岩体的岩浆结晶分异。JSD-1岩芯花岗岩和伟晶岩中电气石的硼同位素(δ^(11)B)在-9.5‰~-7.1‰之间,与世界上90%的花岗岩和伟晶岩中δ^(11)B变化范围一致。JSD-1岩芯电气石δ^(11)B与全岩Li含量的实验和模型模拟结果表明花岗质岩浆演化过程遵循平衡结晶模型,花岗质岩浆极端结晶分异不能达到熔体中锂辉石过饱和。JSD-1岩芯全岩的Fe同位素(δ^(56)Fe)变化范围为-0.12‰~0.38‰。δ^(56)Fe的显著变化反映了黑云母分离结晶、热液蚀变(电气石化)以及石榴子石堆晶等多阶段岩浆-热液过程的共同结果。全孔Li-B-Fe-Nd同位素综合表明,伴随着广泛流体出溶的岩浆结晶分异过程控制了Li的逐步富集。由于岩浆上升的减压作用,花岗岩岩席穹隆的形成有利于晚期花岗岩岩浆的大量流体出溶,使得浅部形成锂辉石为主的矿体。

烧结Nd_(25.5)Dy_(6.5)Co_(13)Fe_(bal)M_(1.05)B_(0.98)磁体温度稳定性和力学性能研究

本文采用速凝甩带-氢破-气流磨-取向成型-烧结回火等工序,同时添加Dy和Co元素,制备了烧结Nd_(25.5)Dy_(6.5)Co_(13)Fe_(bal)M_(1.05)B_(0.98)磁体(Co13磁体),室温下磁能积(BH)_(max)=30.88 MGOe,矫顽力H_(cj)=19.01 kOe.与Nd_(30)Dy_(1.5)Co_(0.5)Fe_(bal)M_(1.05)B_(0.98)(35SH)磁体相比,Co13磁体的室温磁性能略低,但温度稳定性显著提升,剩磁温度系数α从-0.136%/℃提升至-0.065%/℃(室温-180℃);居里温度T_(C)从310℃升高至约454℃;最高使用温度T_(W)从165℃提升到约200℃.力学性能测试和断口分析表明,Co13磁体中由于Co含量较高,主相晶粒发生解理断裂的比例提高,抗弯强度与35SH磁体相比,虽然有所降低,但是仍为2:17型Sm-Co磁体的近2倍.Co13磁体发生解理断裂的原因,可能是Co元素在2∶14∶1主相中择优取代Fe,导致晶格畸变,降低了主相晶粒强度.微观组织分析表明,Co13磁体晶界相中存在高Co区,其成分接近(Nd,Dy)(Fe,Co)_(3),这可能是导致矫顽力较低的原因之一.

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。

Ce、La添加对DyCo晶界扩散烧结Nd-Fe-B磁体性能的影响

为了有效利用高丰度稀土,在重稀土扩散源Dy_(60)Co_(40)中添加Ce、La以取代Dy。研究了不同的Ce、La添加量对Dy_(60)Co_(40)晶界扩散烧结Nd-Fe-B磁体性能的影响。结果表明:Dy_(30)Ce_(30)Co_(40)、Dy_(30)(Ce_(0.4)La_(0.6))_(30)Co_(40)晶界扩散均能大幅提升Nd-Fe-B磁体的矫顽力,分别为1509和1527 kA/m,相比原始Nd-Fe-B磁体的矫顽力分别提高了31.7%和33.2%,且剩磁和最大磁能积下降不明显。微观组织研究表明,Ce主要分布在晶界相中形成富Ce相,不利于Dy的扩散;而La的添加限制了Ce进入主相晶粒,促进了Dy的扩散,从而进一步提高了磁体的矫顽力。热稳定性研究发现,Ce、La的添加均能提高磁体的热稳定性,但是其提升效果均没有Dy_(60)Co_(40)扩散磁体明显,这与形成了低磁晶各向异性场的Ce_(2)Fe_(14)B和La_(2)Fe_(14)B相有关。

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。

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。