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     

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。     

Al元素的替代对Gd_2CoSi_2居里温度和磁热效应的影响

通过电弧熔炼制备了Gd2Co Si2-xAlx(x=0,0.1,0.3)系列合金。X射线粉末衍射分析表明该系列合金的主相为具有单斜Sc2Co Si2型结构、空间群为C2/m的Gd2Co Si2相;能谱分析表明在Gd2Co Si2中Al对Si的最大替代量为4 at.%。磁性测量表明:该系列合金的居里温度及最大磁熵变随着Al替代量的增加而减小,在500 Oe外磁场下居里温度分别为226 K、205 K和196 K;在0~20 k Oe磁场变化下的最大磁熵变分别为-1.36、-1.29和-1.23 J/(kg·K)。所有合金的相变类型均为二级磁相变。     

难熔元素合金化NiAl合金的第一性原理计算

基于密度泛函理论,研究了合金元素Zr、Hf、Nb、Ta对NiAl合金的电子结构、力学性能和热学性能的影响,分析了合金相的晶胞参数、态密度、韧脆性以及焓、自由能、熵、德拜温度和热容。研究表明:Zr、Hf、Nb和Ta在晶胞结构中都倾向于取代Al位点,合金化后晶胞的晶格参数和晶胞体积均增加到不同程度。态密度图显示0～20 eV能量范围内,态密度分布均较为平均,没有局域的态密度(density of states, DOS)尖峰,-10～0 eV能量区间内态密度均出现最强峰。由柯西压力值判断,Zr、Hf、Nb、Ta的加入均使柯西压力值增大,且合金相模量比(ratio of shear modulus to bulk modulus,G/B)的值均小于0.57,合金相表现出相对韧性。在0～1 700 K温度范围内,合金相的焓、熵均随温度的升高而增大,当温度高于400 K时,合金相的德拜温度均趋于420 K;随着温度的升高,合金相的热容值均趋近于杜隆-珀蒂极限值,表明合金化后结构体现出良好的热力学性能。     

Ga对β基Co-Ni-Al铁磁性形状记忆合金马氏体和磁性转变的影响

借助光学金相、示差热分析、振动样品磁强计和x-射线能谱分析等分析方法，研究Ga含量对Co41Ni32-Al27-xGax合金马氏体相变和Curie点的影响。研究结果表明：合金马氏体相变温度与Ga含量成正比，在1573和1623K淬火时，X增加1，马氏体相变温度提高25K，但Ga含量对Curie点影响不大；在1573K淬火时，具有高有序度的马氏体相比B2结构相的Curie点高32K，说明结构有序度对Curie点影响较大；淬火温度升高会显著提高合金的马氏体相变温度和Curie点，当淬火温度从1573K升高到1623K时，马氏体相变温度升高43～69K，Curie点平均升高41K；随着Ga含量的增加，合金的熔点降低，在1623K淬火时Co41Ni32Al18Ga9合金发生部分熔化。     

用Co、Ni或Co、Al取代Nd-Fe-B磁体中部分Fe的研究

本文分别用 Co、Ni 及 Co、Al 取代 Nd-Fe-B 中部分 Fe,取代形式为Nd_(17),Fe_(75.5-2x)Co_xNi_xB_(7.5)及 Nd_(17)Fe_(75.5-2x)Co_xB_(7.5)(x 在1～5间变化),对Nd-Fe-B 磁体的磁性及热稳定性进行了研究.随着 Co、Ni 量的增加,磁体的居里温度提高,磁感温度系数降低.随着 Co、Al 量的增加,在不降低 Nd-Fe-B 磁体居里温度的情况下,使磁体总损失大幅度降低,_1H_c 显著提高,可获得大矫顽力 Nd-Fe-B磁体。     

Sm对FeCONbAlSiB非晶软磁合金的晶化及磁性能的影响

采用真空电弧熔炼和真空熔融甩带法制备 Fe57-x Co18 Nb4 Al2 Si4 B15 Smx（x=0-3）非晶合金，借助X射线衍射、差热分析以及振动样品磁强计等手段研究稀土元素Sm对制备合金的非晶形成能力、非晶热稳定性、非晶晶化行为以及磁性能的影响。研究结果表明：添加少量Sm能提高 Fe57-x Co18 Nb4 Al2 Si4 B15 Smx合金的非晶形成能力以及非晶热稳定性；随着Sm含量的增加，初始晶化温度由823K提高至871K，过冷液相区由28K提高到44K，初始晶化相为α-（FeCo）相，中间硼化物相的形成分2个阶段进行，即在878～943K范围内析出Fe2B相，在943～1073K范围内析出B6Fe23相。随着Sm含量在该系列合金中的增加，其饱和磁感应强度从1．25T降低至1．09T，矫顽力从11．2A／m增至16．9A／m。     

新型钴基高温合金γ和γ′相行为的热力学分析

采用热力学分析方法,对新型钴基高温合金Co-Ni-Al-W-Cr多元系中γ′相的析出规律进行了研究,分析了合金元素Ni,Al,W在γ和γ′相间的分配行为,阐述了Ni在γ和γ′相间的分配系数对合金强化效果的影响规律.结果表明:合金元素Ni明显提高γ′相热力学稳定性,随Ni含量的增加,γ′相的成分范围扩大,定存在温度提高,说明Ni有利于提高Co-Al-W基高温合金的高温性能;计算分析了合金元素在γ和γ′相间分配行为及其对合金强化的影响规律.探明Co-Ni-Al-W-Cr合金中x(Al)/x(W)对合金元素Ni的分配系数KγN′i/γ影响较大,当Al,W原子分数比值为2.60时,KγN′i/γ达到最...     

固液反应球磨制备Al-Cu-Co三元金属间化合物

利用固液反应球磨技术制备了Al-Cu-Co三元合金．分别采用Co球球磨Al-33．2％Cu(此文中的百分比为质量分数),Al-54％Cu(A12Cu)和Al-70％Cu(A1QJ)二元合金熔体,在923K和973K球磨Al-33．2％Cu熔体12h后生成Al65Co15Cu20粉末;在923K和1023K球磨24h后生成Al69Co25Cu6粉末,在893K和993K分别球磨Al-54％Cu(A12Cu)合金熔体12h和24h后均生成Al65Co15Cu2n粉末;在1123K球磨Al-70％Cu合金熔体24h后生成Al65Co15Cu20粉末．采用Al-Cu-Co固液反应球磨得到的金属间化合物粉末为纳米粒子．同时,对Al-Cu-Co三元合金相形成的规律进行了研究,对固液反应球磨机理进行了探讨．在固液反应球磨过程中,三元合金产物的元素摩尔比接近于二元母合金中的元素摩尔比;三元合金产物成分中固相第三组元的成分含量与二元母合金熔体成分有很大关系;提高反应球磨温度、延长球磨时间有利于三元合金产物的形成;延长球磨时间,形成的三元合金产物中磨球的成分增加;反应球磨温度超出二元母合金熔点越高,球磨反应越容易进行．     

Thermodynamic Analysis of γ and γ＇ Phases in New-Type Co- Based Superalloy

采用热力学分析方法,对新型钴基高温合金Co-Ni-Al-W-Cr多元系中γ′相的析出规律进行了研究,分析了合金元素Ni,Al,W在γ和γ′相间的分配行为,阐述了Ni在γ和γ′相间的分配系数对合金强化效果的影响规律.结果表明：合金元素Ni明显提高γ′相热力学稳定性,随Ni含量的增加,γ′相的成分范围扩大,定存在温度提高,说明Ni有利于提高Co-Al-W基高温合金的高温性能;计算分析了合金元素在γ和γ′相间分配行为及其对合金强化的影响规律.探明Co-Ni-Al-W-Cr合金中x（Al）/x（W）对合金元素Ni的分配系数KγN′i/γ影响较大,当Al,W原子分数比值为2.60时,KγN′i/γ达到最大.所获结果为研发新型钴基高温合金提供了数据支持.     

Hydrogen storage and low-temperature electrochemical performances of A2B7 type La-Mg-Ni-Co-Al-Mo alloys

The effect of Mo-addition on hydrogen storage and low-temperature electrochemical performances of La-Mg-Ni-Co-Al alloys is investigated. The alloys were synthetized via vacuum induction melting followed by annealing treatment at 1123 K for 8 h. The major phases in the annealed alloys are consisted of (La, Mg)2Ni7, (La, Mg)5Ni19 and LaNi5 phases. Mo-addition facilitates phase transformation of LaNi5 into (La, Mg)2Ni7 and (La, Mg)5Ni19 phases. Hydrogen absorption/desorption PCI curves indicates that the hydrogen storage capacity of the alloy increases remarkably with the addition of Mo. Furthermore, the La0.75Mg0.25Ni3.05Co0.2Al0.05Mo0.2 alloy shows excellent hydriding/dehydriding kinetics with a higher capacity, requiring only 100 s to reach its saturated hydrogen capacity of 1.58 wt% at low temperature of 303 K, and releasing 1.57 wt% hydrogen within 400 s at 338 K. Electrochemical experiments manifest that the Mo-added alloy electrode has perfect activation properties and the maximum discharge capacity. The low-temperature dischargeability shows that the La0.75Mg0.25Ni3.05Co0.2Al0.05Mo0.2 alloy exhibits the excellent low-temperature discharge performance, and the maximum discharge capacity is improved from 231.0 to 334.6 mAh/g at 253 K. The HRD property of the alloy electrode is enhanced, suggesting that Mo enhances the kinetic ability at low-temperature.     

Nd—Fe—B磁性能的改善

研究替代元素Al,Co,Dy,烧结温度和时效处理工艺对Nd-Fe-B永磁合金磁性能的影响.结果表明,合金的剩磁由基体强磁性相的成份和结构所决定.矫顽力大小与非基体相分布有关.对于一定成份的磁体,剩磁受烧结温度所制约.时效处理可显著提高矫顽力,复合添加Al,Co,Dy元素,有利于Nd-Fe-B磁体的磁性能改善.     

Effect of stoichiometry and Cu-substitution on the phase structure and hydrogen storage properties of Ml-Mg-Ni-based alloys

To improve the electrochemical properties of rare-earth-Mg-Ni-based hydrogen storage alloys, the effects of stoichiometry and Cu-substitution on the phase structure and thermodynamic properties of the alloys were studied. Nonsubstituted Ml_0.80Mg_0.20(Ni_2.90Co_0.50-Mn_0.30Al_0.30)_x (x=0.68, 0.70, 0.72, 0.74, 0.76) alloys and Cu-substituted Ml_0.80Mg_0.20(Ni_2.90Co_0.50-y Cu_y Mn_0.30Al_0.30)_0.70 (y=0, 0.10, 0.30, 0.50) alloys were prepared by induction melting. Phase structure analysis shows that the nonsubstituted alloys consist of a LaNi₅ phase, a LaNi₃ phase, and a minor La₂Ni₇ phase; in addition, in the case of Cu-substitution, the Nd₂Ni₇ phase appears and the LaNi₃ phase vanishes. Thermodynamic tests show that the enthalpy change in the dehydriding process decreases, indicating that hydride stability decreases with increasing stoichiometry and increasing Cu content. The maximum discharge capacity, kinetic properties, and cycling stability of the alloy electrodes all increase and then decrease with increasing stoichiometry or increasing Cu content. Furthermore, Cu substitution for Co ameliorates the discharge capacity, kinetics, and cycling stability of the alloy electrodes.     

Hf-Co-B-W合金薄带的结构和磁性

通过在Hf₁₅Co₇₈B₇合金中添加微量W的方法, 制备Hf_15-xCo₇₈B₇W_x(x=0,1,2,3)快淬合金薄带, 并利用磁性测量、 X射线衍射、 热磁分析与扫描电子显微镜考察其磁性能、 相组成[KG*8]和微结构. 结果表明： Hf₁₅Co₇₈B₇合金中添加适量的W可明显提高其矫顽力（H_C）; Hf₁₃Co₇₈B₇W₂ 薄带由Co₇Hf相及少量fcc-Co相组成, W原子进入Co₇Hf相的晶格中, 使Co₇Hf相的Curie温度（T_C）降低, 磁晶各向异性场（H_a）增加; 合金的晶粒尺寸明显减小.     

Mg-8Zn-4Al-(0～1)Sr镁合金铸态组织中的第二相研究

通过扫描电镜观察(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)以及差热分析(DSC)等实验手段,系统地研究了添加微量Sr元素(质量分数0～1%)对铸态Mg-8Zn-4Al(ZA84)镁合金组织中的第二相种类的影响,并阐明了第二相形成与演变的内在机理。实验结果表明:未添加Sr元素的铸态Mg-8Zn-4Al合金组织由Q准晶相和少量Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相组成。添加Sr元素后,合金铸态组织中均存在Al_4Sr和Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相;其中Al_4Sr相随Sr含量增加而增加,Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相随Sr含量增加而减少。在Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相中Sr元素以未固溶和固溶两种形式存在,其中未固溶Sr元素的Mg_(32)(Al, Zn)_(49)相具有相对较高的Zn原子浓度和较低的Al原子浓度。相关结果将为第二相析出强化型Mg-8Zn-4Al合金的高强化与耐热化设计提供必要的理论支撑。     

Al含量对镁锂合金α-Mg相晶格常数及微观应变的影响

采用X射线衍射方法测算Ng-5Li-xAl合金α-Mg相晶格常数及微观应变,研究不同含量的Al元素对镁锂合金中α-Mg相晶格常数及微观应变的影响．结果表明,铸态blg-5Li-xAl合金主要是由α-Mg基体和AlLi相组成;随着Al含量增加,α-Mg相的衍射峰向高角度偏移,晶格常数下降,合金的微观应变增加,其原因是固溶进入α-Mg相基体中的A1原子和析出的A1Li相共同作用所致;铸态Mg-5Li-xAl合金的硬度随着Al含量增加而增大,Al添加量在3％～5％时合金硬度的增长率要高于Al添加量在0—3％时硬度的增长率．     

La0.7Mg0.3Ni3.4-x(Al0.3Co0.4)0.2+x(x=0~0.3)合金电极电化学性能研究

在氩气保护下,采用悬浮熔炼法制备La0.7Mg0.3Ni3.4（Al0.3Co0.7）x（x=0,0.2,0.4,0.6）储氢合金,用X射线衍射仪测试相组成,并用MDI Jade 5.0软件分析相组成和晶胞参数,用开口三电极法测试电极电化学性能。结果表明,合金相主要由LaNi5、LaMg2Ni9、La2Ni7和LaNi2.28相组成,随着合金中Al和Co含量的增加,合金放氢平台压下降,最大吸氢量为1.43%（x=0）,合金电极最大放电容量Cmax为381mA.h.g-1（x=0）,合金电极100个充放循环后的容量保持率S100从53.0%（x=0）增加到57.1%（x=0.3）,循环稳定性增强。当x=0.1时,合金电极的电化学动力学性能较好。