镝扩渗对烧结钕铁硼磁体组织结构与磁性能的影响

对比研究了38UH、42SH和N50薄片状钕铁硼磁体晶界镝扩渗前后的组织结构与磁性能,发现经过镝扩渗处理后磁体的矫顽力提高了400kA·m^-1以上,而剩磁几乎不变,最大磁能积因为矫顽力和方形度的提高而提高.经组织结构分析认为,钕铁硼磁体晶界镝扩渗提高矫顽力主要是通过提高Nd₂Fe₁₄B晶粒外延层的各向异性和形核场实现的.根据Fick第一扩散定律,对磁体晶界镝扩渗进行了模拟计算,可近似得到定温热处理不同时间后渗镝深度及对应的镝的质量浓度及质量分数.     

低熔点元素及合金改性HDDR钕铁硼磁粉的研究进展

氢化-歧化-脱氢-再复合(HDDR)工艺是制备各向异性钕铁硼(NdFeB)磁粉的主要方法.但HDDR磁粉实际矫顽力(H_C)较低,重稀土元素Dy的引入可以显著提高其H_C,经研究发现引入的Dy主要分布于磁体晶界,起调控晶界相的作用:增加晶界厚度,提高磁粉的各向异性场(H_A).但重稀土元素Dy自然资源匮乏且价格昂贵,限制了HDDR磁粉的发展.为减少磁粉中重稀土元素用量、降低成本,研究人员通过晶界扩散低熔点元素及合金来替代重稀土元素Dy,因低熔点物质在扩散过程中呈液相,提高了扩散介质与晶界相的接触面积及扩散系数,有利于其沿晶界扩散并调控晶界相,使磁粉H_C提高.对近些年晶界扩散低熔点元素及合金提高HDDR-NdFeB磁粉H_C的部分研究成果进行了归纳.     

非稀土金属及合金化合物改性烧结NdFeB磁体的研究进展

研究发现,烧结钕铁硼(NdFeB)磁体的矫顽力(H_C)、腐蚀性与晶界相成分、微观结构息息相关.传统熔炼添加重稀土元素虽可改善晶界相提高磁体的H_C及抗蚀性,但同时也使添加物均匀地分布于主相,引起稀磁效应并使成本增加.通过晶界添加非稀土物质调控磁体晶界相,可优化晶界相微观结构,提高其电极电位及润湿性,从而在磁体H_C和耐蚀性得以改善的同时,降低磁体中重稀土元素的用量及成本.对近些年晶界添加非稀土金属及合金化合物调控烧结NdFeB晶界相成分、微观结构及其对磁体H_C、抗蚀性影响的部分研究进行了归纳.     

时效制度与含镝钕铁硼磁体的内禀矫顽力

从磁学的基本理论出发，研究了时效制度与镝含量不同的含镝钕铁硼磁体的内禀矫顽力的相关性。     

（Nd,Pr,Ce）-Fe-B 磁体的组织与磁学性能

为开发低成本烧结钕铁硼磁体,用30% Ce 替代(Nd0.75Pr0.25)32.69Fe66.25B1.06磁体中的 Nd 和 Pr,研究了磁体在烧结及回火过程中的组织结构和磁学性能变化.结果表明,取向压坯在1030～1080℃烧结2 h 后,随烧结温度升高,磁学性能下降,烧结温度为1030℃时综合磁学性能均最好.烧结态 Ce 替代磁体的综合磁学性能优于未替代磁体.一级回火后,相组成和晶粒尺寸基本不变,边界结构也未发生明显变化,磁体性能基本不变,或有少量下降.二级回火后,晶界明显改善,获得较清晰且平直的晶界,磁体矫顽力均得到大幅提高. Ce 替代磁体的剩磁、矫顽力和磁能积均稍低于未替代磁体.     

(Nd,Pr,Ce)-Fe-B磁体的组织与磁学性能

为开发低成本烧结钕铁硼磁体,用30%Ce替代(Nd0.75Pr0.25)32.69Fe66.25B1.06磁体中的Nd和Pr,研究了磁体在烧结及回火过程中的组织结构和磁学性能变化.结果表明,取向压坯在1030～1080℃烧结2 h后,随烧结温度升高,磁学性能下降,烧结温度为1030℃时综合磁学性能均最好.烧结态Ce替代磁体的综合磁学性能优于未替代磁体.一级回火后,相组成和晶粒尺寸基本不变,边界结构也未发生明显变化,磁体性能基本不变,或有少量下降.二级回火后,晶界明显改善,获得较清晰且平直的晶界,磁体矫顽力均得到大幅提高.Ce替代磁体的剩磁、矫顽力和磁能积均稍低于未替代磁体.     

Ag／Cu系的DIGM及迁移晶界扩散系数

用配有X－射线能谱的扫描电镜及光学显微镜观察了400，480度及580度，经不同时间，Ag膜／Cu块扩散对中Ag沿Cu晶界扩散诱发的晶界迁移（DIGM）现象，根据迁移晶界的特征，选用与其特征相适应的扩散方程数学解，计算了迁移晶界与一胸止晶界的扩散系数。     

基于Voronoi微观晶粒结构确定Fe-Si合金中硅的晶界扩散系数

铁基体中渗硅是生成高硅钢材料的主要方法,但现有的硅扩散过程分析往往只考虑整体的扩散效果,忽略了微观晶粒间与晶粒内的扩散差异。为了研究晶界对于扩散的影响,本文基于Voronoi图建立三维微观模型模拟了晶粒间与晶粒内的硅扩散行为。通过化学气相沉积实验、扫描电镜以及能谱元素分析测量计算得到材料微观结构参数和晶粒内的体扩散系数Dg。通过实验得到晶界宽度、晶粒尺寸等材料微观结构,在此基础上用有限元计算获得微观体积元中晶界的扩散系数Dgb。实验与模拟结果均表明硅在铁晶粒与晶界内的扩散存在明显差异,晶界扩散速率为3.3×10-3 mm2/s,大致是体扩散速率的103~104倍,通过晶界扩散入基体的硅通量达到总通量的近三分之一,因此增大晶界体积分数对提高CVD渗硅效率和渗硅量有着重要作用。     

Ca对氧化铝晶界处氧空位扩散的活化机理

通过第一性原理方法计算了α-Al_2O_3的∑3(1010)晶界处Ca偏析对时氧空位(oxygen vacancy,VO)形成能和扩散势垒的影响。Ca偏析到晶界处的稳定位置后,Ca附近VO的形成能为3.05～4.04 eV,比没有掺杂的晶界处VO的形成能降低了2.5 eV以上;Ca附近VO扩散的活化能为2.30 eV,与没有掺杂的晶界相比,降低达1.8 eV.随着晶界处Ca浓度的升高,晶界附近的晶格发生明显膨胀,电荷平衡进一步被打破,VO的形成能降低至-1.43 eV,扩散的活化能进一步降低至1.27 eV。Ca掺杂对α-Al_2_3晶界有活化的作用,促进晶界处的VO的形成和扩散。     

烧结钕铁硼永磁合金在不同酸溶液中的腐蚀行为

对烧结钕铁硼永磁合金在盐酸、硝酸和磷酸3种不同酸溶液中的腐蚀行为进行研究。采用扫描电镜和能谱仪观察和测试样品腐蚀前后的微观形貌和元素质量分数,用磁性测量仪测试样品侵蚀前后的磁性能。研究结果表明:烧结钕铁硼永磁合金在盐酸和磷酸溶液中呈现均匀腐蚀特征,而在硝酸溶液中其边缘腐蚀严重;在盐酸溶液中的腐蚀速率最大,在磷酸溶液中腐蚀速率最小。盐酸溶液明显腐蚀晶界富钕相,并且会在侵蚀过程中渗入基体孔隙中,造成磁体近表面的进一步腐蚀;硝酸溶液主要腐蚀主晶相,对晶界相影响不大;磷酸溶液会在烧结钕铁硼表面形成一层块状磷酸盐产物。盐酸溶液腐蚀会造成磁体剩磁和最大磁能积的明显降低,而磷酸溶液腐蚀会在一定程度上影响磁体的内禀矫顽力,硝酸溶液腐蚀对磁体磁性能的综合影响最小。     

LC4铝合金超塑性变形过程的显微组织研究

本文用金相显微镜及透射电镜研究了超塑性变形对LC4铝合金显微组织的影响。该合金在超塑性变形过程中,除发生大量晶界滑动及晶粒转动外,扩散蠕变在超塑性变形总量中约占15%。在经过超塑性变形的材料内,晶粒内位错密度很低,而晶界处普遍存在由非固有晶界位错规则排列而成的位错群列。这种非固有晶界位错能在超塑性变形过程中以滑移-攀移的方式沿晶界运动,其滑移分量导致晶界滑动,其攀移分量导致扩散蠕变,可协调晶界滑动产生的变形。在超塑性变形后期,在扩散蠕变所产生的晶界旁的无沉淀区内,观察到了自晶界上大粒子处产生的棱柱位错环,导致试样最终断裂的空洞的形核与这种棱柱位错环有关。     

硼向奥氏体晶界非平衡偏聚的机制

业已证实,淬火硼钢中硼向奥氏体晶界的偏聚,是在冷却过程中发生的一种非平衡的晶界偏聚。本文通过解变温扩散方程,导出了非平衡晶界偏聚的理论公式,建立了晶界贫硼区宽度与淬火加热温度、冷却速度以及非平衡晶界偏聚扩散激活能与扩散常数之间的关系。理论予言与实验结果很好地吻合。 根据实验结果和理论分析,提出这种非平衡晶界偏聚的机制,是在冷却过程中,过饱和空位或双空位带着硼原子向晶界(空位阱)迁移的结果。 基于这种非平衡晶界偏聚的新概念,可以较完满地说明影响硼钢淬透性的众多复杂因素。     

镝磁弛豫体系中溶剂分子的调控作用

在介绍磁弛豫行为和磁滞效应等基本概念的基础上,总结了近些年已发表的镝单/多核以及配位聚合物磁弛豫体系中溶剂分子调控磁弛豫行为的研究成果,分析了溶剂分子的改变对配合物磁弛豫和磁滞行为的调控作用,探讨了溶剂分子对磁弛豫以及磁滞行为的调控机制,以期为未来分子纳米磁体领域的研究提供参考与支持．      

铝钎焊接头中Cu的腐蚀与扩散行为

应用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱分析仪 ,研究了Al Si Cu钎料中Cu在真空钎焊接头中的腐蚀与扩散行为 .研究结果表明 ,真空钎焊后的接头仍然存在腐蚀问题 ,如点蚀和晶间腐蚀等 ,并且随着w(Cu)的增加腐蚀加重 .Cu在钎焊接头中以晶界扩散为主 ,且晶界扩散比晶内扩散快 .     

低温处理时钢铁中碳原子的扩散

讨论在各种温度下钢铁样品中碳原子的扩散行为．讨论了晶界、位错和点缺陷对碳原子扩散过程的影响，提出了钢铁材料在深冷处理中碳化物析出的可能机理．     

稀土元素及其氧化物的磁性研究

易腐蚀、脆性大、工作温度偏低是制约烧结钕铁硼进一步发展和应用的主要缺陷,本文通过研究钕铁硼永磁材料主元合金成分Nd、B及热处理工艺对烧结NdFeB永磁材料晶界成分、晶界结构以及磁体性能的影响来探讨改进钕铁硼永磁材料.以及稀土锰氧化物CMR效应的研究,分析了CMR效应的成因及影响因素.通过对这几种稀土材料磁性的研究对比,分析各种磁性材料的优缺点,进而得出在不同领域不用适用环境的应用.     

低能重位点阵晶界对316L奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的影响

运用金相显微镜和电子背散射衍射(electron back-scattered diffraction,EBSD)技术,研究316L奥氏体不锈钢的晶界特征,探讨低能重位点阵晶界对316L奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的影响.结果表明:随着低能重位点阵晶界比例的提高,316L奥氏体不锈钢的抗晶间腐蚀性能提高.与母材相比,扩散连接接头含有更高比例的低能重位点阵晶界,即其抗晶间腐蚀性能明显优于母材.另一方面,扩散连接接头的晶粒尺寸远大于母材,晶界处络合物的形成需要更长的时间,因此导致其抗晶间腐蚀能力提高.     

具有内部接头的高电流密度超导螺管的扩散焊

本文介绍了用扩散焊连接超导螺管导线的结果,接头位于绕组内。接头及磁体测试结果表明,该磁体无锻炼地达到短样性能,并能无退化地承受高达1.68T/s的充电速率。     

（Nd，Dy）－（Fe，Co，Nb）－B稀土永磁体中的无沉淀区

研究了ＮｄＤｙＦｅＣｏＮｂＢ磁体平均晶粒尺寸与内禀矫顽力ｉＨｃ间的关系，发现随Ｎｂ含量增加，晶粒尺寸Ｄ减小，ｉＨｃ升高，但二者间不符合线性关系，尤其在低Ｎｂ含量范围，对显微组织的研究表明，加入Ｎｂ后，磁体显微组织除晶内出现沉淀和晶粒尺寸变化外，另一个显著特征是晶界附近无沉淀区的形成，讨论了其与矫顽力间的关系．     

金纳米颗粒烧结的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了不同尺寸Au纳米颗粒在烧结过程中晶型转变及烧结颈长大机制.研究发现纳米颗粒的烧结颈生长主要分为两个阶段:初始烧结颈的快速形成阶段和烧结颈的稳定长大阶段.不同尺寸纳米颗粒烧结过程中烧结颈长大的主要机制不同:当颗粒尺寸为4 nm时,原子迁移主要受晶界(或位错)滑移、表面扩散和黏性流动控制;当尺寸在6nm左右时,原子迁移主要受晶界扩散、表面扩散和黏性流动控制;当颗粒尺寸为9 nm时,原子迁移主要受晶界扩散和表面扩散控制.烧结过程中Au颗粒的fcc结构会向无定形结构转变.此外,小尺寸的纳米颗粒在烧结过程中由于位错或晶界滑移、原子的黏性流动等因素会形成hcp结构.