Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复相永磁合金微结构的形成

研究了使用不同快淬速度制备的Ｎｄ３．６Ｐｒ５．４Ｆｅ８３Ｃｏ３Ｂ５合金中Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ／α－Ｆｅ复合纳米晶结构的形成．采用Ｘ射线（ＸＲＤ）、透射显微（ＴＥＭ）分析技术和振动样品磁强计（ＶＳＭ）观测和测量了材料的微结构和磁性．结果表明，使用最佳淬速（２０ｍ／ｓ）形成的Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ／α－Ｆｅ复合纳米晶结构晶粒细小，晶粒尺寸均匀．Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相和α－Ｆｅ相的平均晶粒尺寸分别为１４ｎｍ、１６ｎｍ．合金中α－Ｆｅ相的体积分数为４８．６％．纳米晶合金的磁性能为Ｊｒ＝１．１０８Ｔ，Ｈｃ＝４４６．５ｋＡ／ｍ；（ＢＨ）ｍａｘ＝１９３．６ｋＪ／ｍ３；剩磁比Ｊｒ／Ｊｓ＝０．７３６．

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe系双相复合永磁合金快淬带的SEM分析

利用扫描电子显微镜分析了两种成分的Nd2Fe14B/α-Fe系双相复合永磁合金快淬带的形貌。结果表明复合添加Dy和Ga具有改善合金快淬带组织形貌的作用。

(Pr-Nd-La-Ce)_(2)Fe_(14)B基混合稀土永磁合金磁性能的机器学习预测

目的:找到内禀矫顽力(H_(cj))、剩磁(B_(r))、最大磁能积((BH)_(max))和配方成分、工艺参数之间的内在关联性。方法:我们从相关论文收集了140余条数据,使用配方成分、工艺参数作为数据特征,使用内禀矫顽力、剩磁、最大磁能积作为目标属性,采用随机森林算法和梯度提升树的机器学习算法构建预测模型,最后通过我们实验室的数据来测试模型的预测能力。结果:3个模型的平均绝对误差(MAE)分别为91.8 kA/m、0.047 T和6.583 kJ/m^(3)。H_(cj)的预测值与实验室测得数据的MAE为78.0 kA/m。预测数据与实际数据基本一致。结论:使用梯度提升树构建的预测模型在配方成分和工艺参数对磁性能的映射上有良好的预测性,可以为寻找低成本高性能的磁体提供指导,有利于从根本上提高混合稀土永磁合金的研究速度。

复合添加合金元素对纳米双相Nd_2Fe_(14)B/α-Fe永磁体微观结构和磁性能的影响

采用正交实验法系统地研究了复合添加合金元素Ga ,Nb ,Zr,Hf和Pr对纳米双相Nd9-xPrxFe86 .5-y -z -m -nGayNbzZrmHfnB4 .5(x =0 ,2 2 5 ;y ,z ,m ,n =0 .5 ,1.0 )快淬带微观结构和磁性能的影响。结果表明 :复合添加合金元素可以大大地降低Nd2 Fe1 4B和α Fe相的晶粒尺寸 ,并促使快淬带在低辊速下非晶化 ;在退火后样品带中 ,没有发现晶粒的不均匀长大 ,但大量添加合金元素会导致晶粒形貌不够理想。另一方面 ,由于各元素间的交互作用 ,复合添加合金元素使磁性能的变化规律非常复杂。实验发现 ,当Nb的含量为 0 .5 %时 ,增加Pr和Ga的添加量并降低Zr和Hf的添加量可以明显地改善磁性能。成分为Nd2 .2 5Pr6 .75Fe84 .5Ga1 .5Nb0 .5B4 .5的合金 ,在 15m·s- 1 辊速下获得的最佳磁性能为Jr=1.0 5 3T ,iHc=5 3 0 .9kA·m- 1 ,(BH) max=12 4kJ·m- 3。

合金元素在Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料中的分布

主要利用三维原子探针研究了Nb和Zr等元素在Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料中的分布情况。研究发现，Nb、Zr等元素的添加改善了合金的微观结构，使得合金晶化后晶粒细小均匀，晶粒形状更为规则，合金的综合磁性能得到提高。三维原子探针分析结果表明，Nb元素不固溶于Nd2Fe14B硬磁性相，主要以NbFeB的形式在晶界处析出；Zr元素在Nd2Fe14B相内有较高的固溶度，与Nb、Fe在晶界处以成份接近（Zr，Nb）Fe2相的形式析出，富Nb相和富Zr相在晶界的析出阻碍了晶粒的长大，进而细化了晶粒，改善了磁性能。

Nb对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的影响

添加Nb可提高(Nd0.9Dy0.1)9.5Fe79Co5B6.5(原子百分数,下同)合金的非晶形成能力和快淬薄带的晶化温度,经过710℃晶化处理4min后,快淬薄带的晶粒细小均匀,从而显著提高了快淬薄带的磁性能。三维原子探针(Three-DimensionalAtomProbe,简称3DAP)分析结果表明,含Nb快淬薄带晶化后,在晶界形成了Nb-Fe-B偏聚物,抑制了晶粒长大,细化了晶粒,进而使晶粒间交换耦合作用增强,提高了合金的磁性能。

SPS烧结双主相Nd_2Fe_(14)B-Ce_2Fe_(14)B稀土永磁材料微观结构的研究

研究了放电等离子烧结(SPS)技术制备的双主相Nd_2Fe_(14)B-Ce_2Fe_(14)B稀土永磁材料的微观结构。结果表明,使用SPS等离子烧结炉能够在较低烧结温度和较少保压时间下制备高密度的烧结双主相Nd_2Fe_(14)B-Ce_2Fe_(14)B稀土永磁材料,其微观组织是由独立的Nd_2Fe_(14)B相和Ce_2Fe_(14)B相均匀分布构成;退火能够使烧结后还未晶化的非晶体晶化,且SPS等离子烧结能够使烧结双主相Nd_2Fe_(14)B-Ce_2Fe_(14)B稀土永磁材料发生很少的稀土元素扩散。随着退火温度的升高,Nd_2Fe_(14)B相和Ce_2Fe_(14)B相之间稀土元素的扩散距离增大。

快淬速度对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的影响

利用熔体快淬法制备了(Nd0·9Dy0·1)9(Fe0·9Co0·1)85·5B5·5快淬薄带,研究了快淬速度对晶化过程、晶化后薄带的结构及磁性能的影响。研究发现,快淬速度不同,薄带的非晶程度不同,晶化过程存在很大差异;在快淬速度为12m/s时,快淬薄带中已存在一定的晶态相,晶化后的晶粒细小均匀,磁性能较高;而当快淬速度达到18m/s和25m/s时,合金晶化后的晶粒粗大且不均匀,磁性能较低。

合金元素对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe磁性能的影响

通过单一添加 ,研究了C ,Pr,Nb对Nd2 Fe1 4B/α Fe纳米复合永磁体磁性能的影响 ;用少量C取代B ,可以显著提高Nd9Fe85.5Nb1 .0B4 .5-yCy 永磁体的内禀矫顽力iHc,用Pr代替部分Nd可以提高双相快淬薄带的矫顽力并改善退磁曲线的矩形度。当Nb含量控制为 0 .5 %时 ,Nd2 Fe1 4B/α Fe的各项磁性能均有显著提高。采用五因子二水平正交分析方法 ,研究了Ga ,Nb ,Zr,Hf和Pr复合添加对磁性能的作用。Nb是影响剩余磁极化强度Jr 和最大磁能积 (BH) max最为显著的因子 ,而Pr对iHc 的影响最强烈。另外 ,在Nb ,Pr之间 ,Nb ,Hf之间 ,Ga与Pr以及Ga与Hf之间的交互作用也对磁性能有显著影响 ,优化的合金成分为Nd2 .2 5Pr6 .75Fe84 .5Ga1 .5Nb0 .5B4 .5,在 15m·s- 1 带速下获得的最佳磁性能为Jr=1.0 5 3T ,iHc=5 3 0 .9kA·m- 1 ,(BH) max=12 4kJ·m- 3。

Nb的添加对Fe_3B/Nd_2Fe_(14)B纳米永磁体磁性能与微观结构的影响

研究了微量合金元素 Nb 的添加对 Fe3B/Nd2Fe14B型纳米复合永磁体微观结构与磁性能的影响规律。结果表明,添加Nb元素可以稳定非晶相,阻碍Fe3B粒子的结晶动力学。Nd5.5Fe70.0Co5Cu0.5Nb0.5B18.5非晶合金在640℃退火处理 30min可获得最佳磁性能:Br=1.05T,jHc=367kA/m,(BH)max=80.2kJ/m3。Nb与Cu的复合添加对Fe3B晶粒的细化效果更显著;Nb元素的添加可以提高合金的磁性能,但添加量必须适中。

快淬Fe_3B/Nd_2Fe_(14)B永磁材料晶化行为及磁性能的研究

利用熔体快淬和晶化处理的方法制备了快淬Fe3B/Nd2Fe14B永磁材料。采用XRD,DTA,VSM等方法对合金的晶化行为和磁性能进行研究。结果表明:对于Fe3B/Nd2Fe14B熔体快淬永磁粉末,升温速率对各相的析出和分解温度有一定的影响。完全过淬的Nd4.5Fe77B18.5和Nd4Fe77Cr0.5B18.5合金熔体快淬粉在进行973K,7min晶化处理过程中,首先形成Nd2Fe23B3相,然后Nd2Fe23B3相发生分解,其产物为Fe3B/Nd2Fe14B,此后再没有发生其它的相转变。当晶化温度大于953K,保温10min后,样品的剩磁、矫顽力和最大磁能积明显提高。微量元素Cr的添加对相转变温度有影响,同时可以细化晶粒,提高矫顽力,从而改善材料的永磁性能。

快淬法制备Nd_(15)Fe_(77)B_8稀土永磁合金的工艺研究

本文通过XRD表征晶态和测试磁性能,考察了快淬法制备Nd15Fe77B8稀土永磁合金的工艺条件对其结晶状态和磁性能的影响。研究发现:随着快淬速度的增加,Nd15Fe77B8磁性合金中晶态组织减少,非晶态组织增加,合金材料的磁性能呈先升高后降低的规律;晶化退火过程能够使合金磁粉中的非晶态组织再晶态化,随着晶化温度的提高、晶化时间的延长,合金磁粉中晶体含量增加,合金的磁性能曲线出现峰值。实验结果表明:当快淬速度26ms-1,晶化退火温度700℃,晶化退火时间10min时,可获得内禀矫顽力(Hci)880kA/m和剩磁感应强度(Br)0.890T的磁粉.

RE2Fe14B／α-Fe(RE=Nd，Dy,Pr)纳米复合永磁材料的研究

随着稀土含量的增加,快淬薄带矫顽力提高,剩磁降低,当稀土总量为10at%和快淬速度为12m/s时,快淬薄带的矫顽力可达955kA/m。当稀土总量为9.5at%时,快淬薄带晶化后的磁性能几乎不受快淬速度的影响。Dy替代部分Nd,提高了快淬薄带的非晶形成能力和热稳定性;经过晶化处理后,快淬薄带的矫顽力明显提高,剩磁略有下降,居里温度提高。Pr替代部分Nd,也提高了快淬薄带的非晶形成能力和热稳定性;经过晶化处理后,快淬薄带的剩磁和矫顽力都有所增加。

Nd2Co14B永磁合金的高分辩电镜研究

1.引言: 从1984年Sagawa等人宣布发现了由Nd—Fe—B等元素组成的一类新永磁材料以来,许多研究者开始致力于研究这类稀土(R)—过渡族金属(M)—硼(B)的三元化合物的磁性及内部结构,以期找到其内在联系。 Nd2Fe14B具有较高的矫顽力和磁能积,但其居里温度相当低。已经知道Nd2(Cox—Fe_(1—x))14B具有Nd2Fe14B型的晶体结构,

机械球磨法制备纳米复相Nd_2Fe_(14)B/α-Fe永磁材料的微观组织及磁性能

通过在氩气保护下对成分为Nd8Fe86B6(原子数比)铸态合金机械球磨,随后进行真空晶化处理,制备了纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe永磁合金。通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)等分析方法研究了不同球磨时间及晶化处理温度对Nd8Fe86B6合金组织及磁性能的影响。结果表明,随着球磨时间的延长,Nd2Fe14B相及α-Fe的晶粒尺寸迅速减小,球磨25 h后粉末由一些晶粒尺寸约为10 nm的Nd2Fe14B/α-Fe复相组织以及非晶相组成,非晶相通过随后的晶化处理可转变成Nd2Fe14B/α-Fe复相组织。球磨及晶化处理工艺参数对Nd8Fe86B6合金磁性能有很大的影响,通过优化球磨以及晶化处理工艺,可制备出较高性能的粘结磁体。球磨25 h,在700℃下晶化处理30 min,获得Nd8Fe86B6磁体最佳磁性能为:Br=0.63 T;Hci=449 kA/m;(BH)max=62 kJ/m3。

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米晶复合永磁材料的计算机模拟研究

采用计算机模拟的方法计算了 Nd2 Fe1 4B/α- Fe纳米晶复合永磁材料的磁性能 ,并对软磁相比例及不规则晶粒对磁性能的影响进行了研究。结果显示 ,当软磁相比例增加时 ,由于软磁相高的饱和磁极化强度以及软硬磁相间的交换耦合作用的影响 ,剩磁逐渐增加 ,但矫顽力则随着软磁相的增加而逐渐下降。不规则晶粒对磁体的剩磁基本没有影响 ,但降低矫顽力。

添加Sn对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的影响

在Nd10Fe84B6添加0.5 at%Sn元素,合金晶化后Sn富集于富Nd相,富Nd相的生成使得合金中α-Fe相的相对含量增加,合金的剩余磁化强度,矫顽力和剩磁比有所改善。而在Nd9.5Fe75.5Co5Zr3.5B6.5合金中添加1 at%Sn元素后,虽然晶化后合金的晶粒变细小,α-Fe相的相对含量也有所增加,然而由于过多的富Nd相、富B相和富Zr相等软磁性相或非磁性相的存在,使得合金的剩余磁化强度和磁滞回线的方形度降低,进而降低了合金的综合磁性能。

Pr2Fe14B／α-Fe型纳米稀土永磁材料的高温磁性能研究

通过熔体快淬的方法制备出Pr9-xDyxFe8685和Pr9-xDyxFe84.4-y，CoyGa1Mn0．685x=0～2．0；y=0～15）薄带样品，利用X射线衍射和振动样品磁强计进行了相成分分析和磁性能研究。对不同成分的样品磁性能进行分析比较，发现用Co替代Fe、用Dy替代Pr可以明显改善Pr2Fe14B／α-Fe型纳米复合稀土永磁材料的室温和高温磁性能。适当的Co和Dy联合添加时，材料表现出很好的高温永磁性能，其中Pr8Dy1Fe76.4Co8Ga1Mn0.6B5样品在550K时仍具有5．0MGOe的最大磁能积，显示出很好的高温应用前景。

纳米Cu粉对Nd_2Fe_(14)B磁性材料性能的影响

为了提高磁性材料的耐腐蚀性和力学性能,采用二元合金法制备了Nd2Fe14B磁性材料.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、粒度分布仪和磁性材料测试设备分别对样品进行了性能检测.结果表明,添加纳米Cu粉后,Nd2Fe14B磁性材料的性能得到了明显的改善.当纳米Cu粉的质量分数为0.25%时,样品的剩磁、矫顽力、磁能积均得到了不同程度的提高;样品的晶界十分清晰,晶粒尺寸趋于均匀化;样品的耐腐蚀性能得到了明显的改善,且样品在0.005 mol/L的H2SO4溶液中腐蚀96 h后的质量损失仅为0.021 7 g/cm3.