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.     

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%.     

热处理气氛对Nd10Fe79Zr1Co4B6合金相组成和磁性能的影响

研究了热处理气氛对快淬Nd10Fe79Zr1Co4B6合金相组成和磁性能的影响.结果表明:Nd10Fe79Zr1Co4B6快淬合金薄带在热处理时通入氮气会发生吸氮反应,相结构由纯氩气热处理时的Nd2Fe14B和α-Fe两相组织转变为Nd2Fe14B、NdBN2和α-Fe三相组织,且随着氮气分压的提高,热处理后样品中α-Fe相和NdBN2相的体积分数逐渐增多.Nd10Fe79Zr1Co4B6样品的剩磁Br、内禀矫顽力iHc和最大磁能积(BH)m ax随着热处理时氮气分压的提高而下降.     

Nd12.3Fe80.7NbB6纳米晶永磁合金的磁性能与微观结构

研究了添加Nb元素对Nd2Fe14B单相纳米晶永磁合金微观结构与磁性能的影响.结果表明:添加Nb可以在甩带过程中促进非晶的形成并稳定非晶相;在退火过程中,加入Nb后形成的析出相可以抑制晶粒长大,使晶粒细化且分布均匀,进而大幅度提高了材料的综合磁性能.名义成分为Nd12.3Fe80.7NbB6.0的非晶薄带在550 ℃退火处理10 min后,可得到最佳磁性能:剩磁0.90 T,矫顽力912.64 kA·m-1,最大磁能积126.24 kJ·m-3;随着退火温度的进一步提高,综合性能有所下降.     

纳米复相α-Fe /Nd2Fe14B材料电磁波吸收性能研究

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶双相材料,对该材料在0.5～18GHz频段的复介电常数、复磁导率进行了测试,其磁谱表现为驰豫型特征。由于磁损耗和介电损耗的共同作用,纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe吸波材料在9～17GHz具有良好的吸波性能,其匹配厚度为1.6～2.5mm。     

纳米复相α-Fe／Nd2Fe144B材料电磁波吸收性能研究

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了Nd2Fe14B／α-Fe纳米晶双相材料，对该材料在0．5-18GHz频段的复介电常数、复磁导率进行了测试，其磁谱表现为驰豫型特征。由于磁损耗和介电损耗的共同作用，纳米复相Nd2Fe14B／α-Fe吸波材料在9—17GHz具有良好的吸波性能，其匹配厚度为1．6-2．5mm。     

Nd-Fe-B基复合永磁材料

纳米材料是80年代中期发展起来的新型材料,具有独特的磁、光、电等特性。1984年美国通用汽车公司推出采用熔体快淬工艺制备Nd—Fe—B磁粉的方法,两年后发现快淬Nd—Fe—B合金存在剩磁增长现象。到90年代初,大量研究表明,剩磁增大与晶粒细化到纳米级有关。在纳米晶Nd—Fe—B基永磁材料中,最具发展潜力的是交换耦合的复合水磁材料。     

廉价R-Fe-B系烧结永磁材料的制备

为了综合利用我国稀土资源,降低Nd—Fe—B永磁合金的成本,研究了廉价(Nd、Pr)—Fe—B和(Ce、Nd、Pr)—Fe—B永磁材料的化学成分,制造工艺与磁性能的关系及其变化规律。添加Al可以大幅度提高合金的矫顽力。(Nd、Pr)—Fe—B合金最佳磁性能:Br=1.25T,M_Hc=714.3kA/m,(BH)_(max)=297.5kJ/m~3。(Nd、Pr)_(1-y)Ce_y—Fe—B合金的磁性能随Ce含量增加而降低。研究测定了合金的居里温度609～590K,剩磁可逆温度系数-0.094～-0.119％/K。观察分析了合金的显微组织,并测定了合金的密度,硬度及电阻率。     

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．     

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.     

成果推广

复合纳米稀土永磁复合纳米稀土永磁是一种新型永磁材料。其工艺过程是采用金属液态快速凝固技术制得非晶态或微晶态合金 ,再经过控制热处理获得的合金粉末。将这种磁性粉末配入热固性或热塑性树脂或橡胶 ,通过压制成型、挤出成型和注射成型等方法制成磁体 (也称为粘结磁体 )。这种稀土永磁合金中的显微组织特征是由晶粒度为纳米级的硬磁性相和软磁性相复合而成。其磁性特征是具有剩磁增强效应 ,即各向同性磁体其剩磁比Ｍｒ/Ｍｓ70 5 .经过材料基础研究、中试研究和开发 ,已能制备出高矫顽力和高剩磁两大类型纳米晶复合磁体 ,性能达到世界先…     

a-Fe含量对各向同性SmCo5/a-Fe纳米双相复合磁体磁性能的影响

本实验采用声化学包覆和放电等离子快速热压的方法制备了各向同性SmCo5/a-Fe纳米双相复合磁体,研究了a-Fe含量对各向同性SmCo5/a-Fe纳米双相复合磁体磁性能的影响。研究结果表明,随着Fe掺杂量的增加,各向同性磁体的饱和磁化强度Ms逐渐增大,剩磁Mr先升高后降低,矫顽力Hci则总体呈减小趋势;当α-Fe名义添加量为10wt.%时,磁体获得最佳磁性能。     

纳米双相钕铁硼永磁合金的织构及磁畴

为开发纳米复合永磁材料高磁能积的潜力,用熔体快淬法制备各向异性的纳米双相快淬带。X光衍射结果表明,Nd9Fe85-xNbxB6(x=0,0.5,1.0)快淬带中存在垂直于带面的Nd2Fe14B[00L]织构,其自由面上的织构强于贴辊面。x=1.0时,在15m.s-1的快淬速度下的择优取向度为94%。磁力显微镜观察表明晶粒间存在强烈的交换耦合作用。x=0.5时的快淬带具有较强交换耦合作用及高织构度,因此具有最佳磁性能。其剩余磁极化强度为1.130T,内禀矫顽力为519.8kA.m-1,最大磁能积为121.2kJ.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.     

高性能低温度系数钕铁硼永磁合金的研制

Nd—Fe—B系永磁材料具有优异的永磁特性,但是它的致命弱点:居里温度低,温度稳定性差限制了该材料的推广应用。为此1984年3月冶金部军工办和稀土办下达了研究“高性能低温度系数Nd—Fe—B永磁材料”的课题。经过一年多的工作已完成了此项研究任务。 1.在Nd—Fe—B合金基础上,用Co部分地取代Fe可提高居里温度,每增10at％的Co合金,居里温度提高约80～100℃。降低合金的磁感可逆温度系数,随Co含量增加磁感可逆温度系数下降,当o30％时,可由Nd—Fe—B合金的-0.126％/℃降至-0.05％/C。再添加少量Al的提高矫顽力,可获得综合性能好的Nd—Co—Fe—Al—B五元合金,其     

新型永磁材料的研究

本文综述了我们对强各向异性永磁材料的研究结果．通过对各向异性稀土．铁氮永磁材料的结构和磁性的关系研究,利用速凝等技术实现对反磁化形核场的控制,获得了单晶颗粒型稀土铁氮化物,进而实现了高矫顽力和高磁能积．开发的稀土铁氮磁粉最大磁能积达到40MGOe以上．发现了HDDRNd2Fel4B各向异性形成的关键机制在于歧化阶段形成的具有“耗散结构特征”的柱状歧化微结构,据此提出了可以稳定生产高性能各向异性Nd—Fe．B的HDDR工艺,成功制备了磁能积为27MGOe的三元Nd—Fe—B磁粉和41MGOe多元Nd—Fe．B磁粉．同时还发现可以通过调控其微观结构来实现提高HDDR磁粉的矫顽力．另外利用铁磁Mn基材料强磁各向异性的特点,在无稀土永磁材料方面开发了纳米结构且具有反常矫顽力温度系数的MnBi磁体．上述成果的取得为高性能各向异性稀土粘结磁体的产业化提供了可能．     

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。     

纳米复合材料(Nd0.7Dy0.3)8Fe87B5的磁性能和居里温度

采用单辊急冷法制备了(Nd0.7Dy0.3)8Fe87B5非晶薄带,经最佳热处理条件退火处理得到纳米复合永磁材料．采用振动样品磁强计测量常温下样品的磁滞回线以及经零场冷却和加场冷却的M—T曲线．测量结果表明,其退磁曲线部分表现出单一的硬磁性相特征,与不加Dy的Nd8Fe87B5样品相比矫顽力和剩磁比都有不同程度的提高,剩磁和磁能积稍有下降．复合材料(Nd0.7Dy0.3)8Fe87B5的居里温度达到603K,比单相Nd2Fe4B的居里温度提高了15K．     

Pr2(Fe,Co)14B/α-(Fe,Co) 纳米复合永磁合金的组织与磁性

利用单辊快淬法制备了由硬磁相Pr2(Fe,Co)14B和软磁相α-(Fe,Co), Pr2(Fe,Co)17组成的纳米晶复合永磁材料.用X射线衍射、室温磁性能测量和热磁分析等,研究了Pr7.5Dy1Fe-xCo-xNb1B4.5(10,15)合金快淬带在不同温度下不同时间退火后的组织和磁性能变化规律.结果表明,快淬带在700℃退火6 h后,永磁性能仍保持较高的水平,说明同时添加Co和Nb,有可能提高纳米晶复合永磁合金的热稳定性.     

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