Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶双相复合稀土永磁合金的磁性研究

采用单辊熔体快淬法将名义成分为Nd7.5Fe92.5-xBx(x=4．5，5．5，6．5，7．5at．％)的母合金制备成Nd2Fe14B／α—Fe纳米晶双相复合稀土永磁合金薄带．对母合金和合金薄带的磁性能进行对比分析，并分别讨论了合金中硼含量与快淬速度对合金薄带磁性能及薄带厚度的影响．     

合金成分对Nd2Fe14B/α-Fe纳米双相复合稀土永磁材料结构和性能的影响

采用熔体直接快淬(DRQ)工艺制备了成分为NdxFe94-xB6(x=7,8,9,10at%)和Nd8Dy1Fe85-xNbxB6(x=0,0.5,1,1.5at%)两组合金的最佳快淬薄带.用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)测量了薄带的相结构和磁性能.结果表明:NdxFe94-xB6(x=7,8,9,10)合金在x=8时综合磁性能最佳;同时添加少量的Dy和Nb元素,可有效的提高纳米双相复合永磁合金的磁性能.     

CMS法制备纳米晶Nd2Fe14B/α-Fe双相复合永磁体

通过控制熔体凝固过程技术（CMS）成功制备纳米晶双相复合永磁NdDyFeCoGaB系合金.利用XRD和VSM检测手段分析了合金元素Dy和Ga对永磁合金显微组织和磁性能的影响.研究发现,合金元素Dy和Ga可以起到细化晶粒,均匀组织,提高矫顽力,增大磁能积的作用.其中,Nd8Dy1Fe81Ga1Co3B6合金的磁性能为,Hci=320 kA/m,Bs=1.14T,（BH）max=85 kJ/m^3.     

非晶晶化对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合材料磁性能的影响

用熔体快淬 晶化处理(RQC)工艺制备了Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合材料,研究晶化热处理温度和时间对Nd7.5Fe86B6.5纳米复合材料磁性能的影响.结果表明: 快淬速度为25m/s时制备的Nd7.5Fe86B6.5合金薄带的最佳热处理工艺为700℃保温10min; 快淬速度为30m/s时制备的Nd7.5Fe86B6.5合金薄带的最佳热处理工艺为700℃保温15min,并达到最佳磁性能; 在相同晶化温度下,非晶化程度越高的样品,所需的晶化时间越长; 晶化热处理时不仅要完全消除磁体内的非晶相,而且要使晶粒的尺寸尽可能的小.     

CMS法制备纳米晶Nd2Fe14B/α-Fe 双相复合永磁体

通过控制熔体凝固过程技术(CMS)成功制备纳米晶双相复合永磁NdDyFeCoGaB系合金,利用XRD和VSM检测手段分析了合金元素Dy和Ga对永磁合金显微组织和磁性能的影响.研究发现,合金元素Dy和Ga可以起到细化晶粒,均匀组织,提高矫顽力,增大磁能积的作用.其中,Nd8DylFe81GalCo3B6合金的磁性能为,Hci=320 kA/m,Bs=1.14T,(BH)max=85 kJ/m3.     

Nb对快淬Nd10Fe84B6合金微观组织和磁性能的影响

研究了添加Nb对快淬Nd10Fe84B6合金磁性能、微观组织和晶化温度的影响.结果表明:添加Nb可以提高快淬态合金中非晶相的热稳定性,减小最佳退火温度和晶化起始温度之间的温度差,抑制热处理时α-Fe和Nd2Fe14B晶粒的预先析出和长大,有效细化了晶粒,提高磁性能.快淬Nd10Fe83Nb1B6合金经过715℃热处理10 min,磁性能达到Br=0.90 T,iHc=750 kA/m,(BH)max=120 kJ/m3,较之Nd10Fe84B6合金,内禀矫顽力提高了25%,最大磁能积提高了14%.     

快淬纳米复合永磁材料组织结构的不均匀性及其对磁性能的影响

纳米复合永磁材料的磁性强烈地依赖于其组织结构,而以单辊快淬法制造,其组织结构不均匀性却难以避免.研究了Pr 8 Fe 86 B 6合金在不同快淬速度下制取的薄带在厚度方向上的组织结构变化及其对磁性能的影响.研究结果表明,在6m/s≤v≤18m/s的范围内,随辊面线速度v的降低,快淬带的厚度增加,晶粒长大,辊面与自由面晶粒尺寸之差迅速增大;当辊速6m/s≤v≤10m/s时,快淬带自由面的Pr 2 Fe 14 B相晶粒沿C轴择优取向,但材料的磁性并不高,也未呈现出明显的各向异性;在18m/s<v≤34m/s的范围内,随辊速的提高,快淬带的非晶化趋势增大,当v=34m/s时,快淬带完全由非晶相组成.材料的磁性能随辊速的增加先上升后下降,在18m/s处出现峰值,磁能积达到166.4kJ/m 3 ,表明由分布均匀,小尺寸晶粒(30nm左右)构成的纳米复合永磁材料具有高的磁性能.     

Pr2Fe14B／α—Fe纳米复合永磁的淬态组织对回火时相变过程和磁性的影响

纳米复合永磁材料的原始淬态组织对最终的显微组织结构和磁性有着决定性的影响,为了弄清其影响规律,研究了成分为Pr7Fe88B5的双相纳米复合永磁材料的淬态组织在回火时相转变的过程和晶化后的组织结构及磁性。X射线谱和Mossbauer谱的研究结果表明,在不同辊速下制得的快淬带样品的组织结构是不同的。原始淬态组织的不同导致回火时的不同相变过程,它们分别是（1）非晶相Am Pr2Fe14B α-Fe→Pr2Fe14B α-Fe;（2）非晶相Am α-Fe→(Am)′ α-Fe→α-Fe 1:7相＋Pr2Fe14B→Pr2Fe14B α-Fe;(3)Am→Am′＋α－Fe→1:7相＋α-Fe→Pr2Fe14B α-Fe。虽然样品最终的相组成均为α-Fe和Pr2Fe14B,但不同原始态的样品晶化后的显微组织和磁性并不同相同。     

热变形工艺对 Nd2Fe14B/α-Fe各向异性双相复合纳米晶磁体织构的影响

一、引言Nd2Fe14B/α-Fe双相复合纳米晶永磁材料不仅具有潜在的超高磁能积,而且具有良好的耐腐蚀性和力学性能,应用前景广阔。目前,关于这类磁体的研究焦点在于磁体的致密化和磁各向异性化。这两个问题的突破对于材料的实用化具有重要意义。近年来,一系列新型纳米材料制备新技术的出现和快速发展对于纳米材料的研制起到重要的推动作用。在关于     

Zr和Nb掺杂对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁薄带显微组织和磁性能的影响

比较了Zr,Nb掺杂对Nd8.60Fe80.80Cu0.3Zr2-xNbxB8.30(x=0,1,2)交换耦合纳米复合永磁薄带相组成、显微结构和磁性能的影响. 结果表明:Zr和Nb均能有效地抑制晶粒的长大. Zr与B结合生成ZrB2,消耗了合金中部分B元素,导致合金中硬磁性相N2Fe14B含量的减少. 与Zr相比,Nb能更有效地抑制晶粒长大,提高样品磁滞回线的方形度. 仅掺杂Nb的晶化样品Nd8.60Fe8 0.80Cu0.3Nb2B8.30具有最佳的磁性能:Br=0.89T,H ci=479.1kA·m-1,(BH)max=107.4kJ·m-3.     

Nd2Fe14(BC)/α-Fe系稀土永磁材料微观组织及磁性能

为了提高纳米双相稀土永磁材料Nd2Fe14B/α-Fe的性能,研究了一种新型合金Nd9.0Fe85.5Nb1.0B4.0C0.5. 在合金中添加碳可提高矫顽力,添加钕可细化晶粒; 合金的淬态微观组织显著影响其磁性能,合金中的部分预析出微晶相有助于在随后的热处理中获得均匀的微观组织; 在热处理工艺中,晶化退火温度和时间对合金微观组织结构具有显著影响,并影响合金的磁性能.使用原子力/磁力显微镜观察Nd-Fe-(BC)/α-Fe纳米复合磁体的微观组织及磁畴结构,并由此对纳米双相稀土永磁材料中的交换耦合作用进行了解释.结果表明,最佳热处理工艺为 700 ℃保温15 min, 其性能为 剩磁1.381 Wb*m-2, 矫顽力518.05 kA*m-1, 剩磁比0.74, 最大磁能积137.75 kJ*m-3.     

Pr2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁的淬态组织对回火时相变过程和磁性的影响

纳米复合永磁材料的原始淬态组织对最终的显微组织结构和磁性有着决定性的影响,为了弄清其影响规律,研究了成分为Pr7Fe88B5的双相纳米复合永磁材料的淬态组织在回火时相转变的过程和晶化后的组织结构及磁性.X射线谱和Mossbauer谱的研究结果表明,在不同辊速下制得的快淬带样品的组织结构是不同的.原始淬态组织的不同导致回火时的不同相变过程,它们分别是(1)非晶相Am+Pr2Fe14B+α-Fe→Pr2Fe14B+α-Fe;(2)非晶相Am+α-Fe→(Am)′+α-Fe→α-Fe+1:7相+Pr2Fe14B→Pr2Fe14B+α-Fe;(3)Am→Am′+α-Fe→1:7相+α-Fe→Pr2Fe14B+α-Fe.虽然样品最终的相组成均为α-Fe和Pr2Fe14B,但不同原始态的样品晶化后的显微组织和磁性并不相同.     

快淬纳米复合α-Fe/Pr2Fe14B薄带的硬磁性研究

通过熔体快淬法得到α Fe/Pr₂ Fe_{1 4} B纳米双相磁体, 研究了不同辊速快淬带的磁性能, 找到最佳直接快淬辊速条件, 并比较了直接快淬得到的样品和非晶薄带晶化后得到的样品的磁性能, 发现直接快淬得到的样品的矫顽力和机械性能优于非晶晶化样品。     

成份及组织结构对Pr2Fe14B/α-Fe纳米晶复合永磁材料晶粒间相互作用的影响

通过测量晶粒间相互作用强度δM(H)的变化研究了Fe,B含量及组织结构对PrxFe94-xB6(x=12,10.44,9,8),Pr8Fe92-xBx(x=6,10,14)纳米复合永磁合金晶粒间相互作用的影响.结果表明:Fe含量增加,使晶粒间的相互作用增强;晶粒小、尺寸接近且紧密接触,有利于产生强烈的交换耦合作用;B含量增大导致合金中在晶界处析出Pr.1Fe4B4相,从而使晶粒间的相互作用明显减弱.     

Ga添加对纳米晶双相永磁材料Pr2(FeCo)14B/α-FeCo的磁化行为及晶间交换耦合作用的影响

用熔旋快淬法制备了各向同性的纳米晶双相永磁薄带Pr9Fe74Co12B5与Pr9Fe74Co12B5Ga.通过测量样品的起始磁化曲线、小回线及回复曲线,分析了样品中的磁化行为及晶间交换耦合作用.结果表明两样品中矫顽力机理均为畴壁钉扎型.Ga添加后富集于晶界处,使样品中畴壁钉扎型的矫顽力机理更加均匀,且钉扎程度加强,同时Ga添加降低了软磁相-αFeCo的晶粒尺寸使样品中晶间交换耦合作用显著增强.     

用FORC研究纳米双相Fe3B/Nd2Fe14B的微观磁学特征

通过熔融快淬法制备具有非晶结构的Nd4.5Fe77B18.5合金,在氩气保护下660℃、10 min热处理获得了最佳磁性能的纳米双相复合永磁材料.由于材料具有双相复合纳米结构,磁体内部的微观磁化行为显示出复杂的交互作用.引入一阶回转曲线图谱法(FORC)研究材料的磁化机制和表征内部的交互作用.该材料的FORC图谱显示:纳米双相材料中存在明显的可逆磁化与不可逆磁化,同时两者相互耦合,耦合作用体现在图谱中的负值区域.不可逆磁化磁矩之间存在强烈的交互作用,体现在不可逆磁化峰的向下偏移和不对称性,整体表现出退磁特性,同时在δM曲线中得到证实.     

成份及组织结构对Pr2Fe14B／α—Fe纳米晶复合永磁材料晶粒间相互作用的影响

通过测量晶粒间相互作用强度δM（H）的变化研究了Fe,B含量及组织结构对PrxFe94-xB6(x=12,10.44,9,8),Pr8Fe92-xBx(x=6,10,14)纳米复合永磁合金晶位间相互作用的影响。结果表明：Fe含量增加,使晶粒间的相互作用增强;晶粒小、尺寸接近且紧密接触,有利于产生强烈的交换耦合作用;B含量增大导致合金中在晶界处析出Pr1.1Fe4B4相,从而使晶粒间的相互作用明显减弱。     

Nd_2Fe_(14)C/α-Fe系稀土永磁材料微观组织及磁性能

为了提高纳米双相稀土永磁材料Nd2Fe14B/α-Fe的性能,研究了一种新型合金Nd9.0Fe85.5Nb1.0B4.0C0.5。在合金中添加碳可提高矫顽力,添加钕可细化晶粒;合金的淬态微观组织显著影响其磁性能,合金中的部分预析出微晶相有助于在随后的热处理中获得均匀的微观组织;在热处理工艺中,晶化退火温度和时间对合金微观组织结构具有显著影响,并影响合金的磁性能。使用原子力/磁力显微镜观察Nd-Fe-(BC)/α-Fe纳米复合磁体的微观组织及磁畴结构,并由此对纳米双相稀土永磁材料中的交换耦合作用进行了解释。结果表明,最佳热处理工艺为:700℃保温15min,其性能为:剩磁1.381Wb.m-2,矫顽力518.05kA.m-1,剩磁比0.74,最大磁能积137.75kJ.m-3。     

Pr8Fe87B5纳米复合永磁材料的研制

试制了Pr8Fe87B5纳米复合粘结永磁材料 ,对其磁性能进行了测试、分析了其X -射线衍射谱 ,说明了改善工艺过程 ,选择恰当的粘结浓度 ,把握粘结时效时间和时效温度 ,有望制备出性能更高的纳米复合粘结永磁体