Ti添加对快淬Pr基永磁合金磁性能与显微结构的影响

采用快淬法制备了Pr基(Nd,Pr)10.5Fe81.5-xTixCo2B6(x=0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0)系列粘结磁体,研究了添加Ti元素对快淬合金显微结构和磁性能的影响。Ti元素能有效细化合金的晶粒,添加3at%Ti的合金,晶粒细化到约70nm,且大小均匀;添加量超过3at%,晶粒进一步细化,但均匀性变差。含Ti3at%的(Nd,Pr)10.5Fe78.5Ti3Co2B6合金,粘结磁体磁性能达到最佳值,Br=0.655T,Hci=681kA/m,(BH)m=68kJ/m3。Ti元素低于3at%,合金晶粒粗大,磁性能较低;超过3at%后,富Ti的晶间相加厚,晶粒间的交换作用和剩磁增强效应减弱,且晶粒大小不均匀,合金的内禀矫顽力虽然增加,但剩磁Br和最大磁能积(BH)m降低。     

添加Zr的（Nd，Pr）10．5Fe81．5-xZrxCo286合金显微结构与磁性能

研究了添加Zr元素对快淬(Nd,Pr)10.5Fe81.5-xZrxCo2B6(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5)合金显微组织结构和磁性能的影响,用AFM观察了合金条带自由表面的显微结构.结果表明添加Zr元素能显著细化合金的晶粒,从(Nd,Pr)10 5Fe81 5Co2B6合金的～150 nm减小到(Nd,Pr)10.5Fe80Zr1.5Co2B6合金的～50 nm;1%是Zr最佳添加量,低于1%晶粒不够细化,合金的各项磁性能指标均很低,超过1%,富集在晶界处的富Zr晶间相加厚,晶粒间的交换作用和剩磁增强效应减弱,磁体的剩磁Br和最大磁能积(BH)m降低.(Nd,Pr)10.5Fe80.5Zr1Co2B6粘结磁体磁性能最佳Br=0.675 T,Hci=616 kA·m-1,(BH)m=77 kJ·m-3.     

添加元素对稀土粘结磁体退磁曲线方形度的影响

采用快淬法制备镨基(Nd,Pr)10.5(Fe,Co)83.5-xMxB6(M=Zr,Nb,Ti)系列粘结磁体,研究添加Zr、Nb和Ti等元素对快淬合金显微结构和磁性能的影响.(Nd,Pr)10.5(Fe,Co)83.5B6合金中适量添加Zr、Nb和Ti元素能有效细化合金晶粒,获得细小、均匀的晶粒,平均晶粒尺寸为50～70 nm.添加Zr、Nb和Ti元素的粘结磁体,由于晶粒细化和非磁性相对磁畴畴壁钉扎的共同作用,Hk/Hcj值大幅度增加,退磁曲线方形度得到明显改善,磁性能也显著提高.在Zr、Nb和Ti3种元素中,Zr对细化晶粒和提高磁性能的效果最好.含1％Zr(原子分数)的(Nd,Pr)10.5(Fe,Co)82.5Zr1B6合金薄带晶粒细小、均匀,平均尺寸约为60 nm,其粘结磁体退磁曲线方形度最好,Hk/Hcj值达到了39.9％,剩磁Br为0.675 T,内禀矫顽力Hci为616 kA/m,最大磁能积(BH)m为77 kJ/m3.     

Magnetic properties and microstructure of nanocomposite(Nd,Pr)–Fe–B ribbons by doping Nb element

Effects of Nb addition and annealing treatmen on magnetic properties and microstructure of(Nd0.4Pr0.6)9Fe76–xNbxB15(x = 0–4) ribbons were systematically investigated by means of vibrating sample magnetometer(VSM) and X-ray diffraction(XRD). The extra phases with nonmagnetic(Nd,Pr)1.1Fe4B4phase and metastable compound(Nd,Pr)2Fe23B3 crystallized during quenching the Nb-free alloy. Moreover, the nonmagnetic(Nd,Pr)1.1Fe4B4phase does not diminish during the following annealing treatment. The addition of Nb to(Nd,Pr)–Fe–B alloy suppresses metastable(Nd,Pr)2Fe23B3 and nonmagnetic(Nd,Pr)1.1Fe4B4phases. The intrinsic coercivity increases from 397 kA m-1for the Nb-free sample to1,091 kA m-1for the 4 at% Nb-doped sample optimally annealed. The Nb-free sample has the magnetic properties with Js= 1.04 T, Jr= 0.66 T, and(BH)max= 43.5 kJ m-3By comparison, the magnetic properties of the 4 at% Nbdoped sample were 0.97 T, 0.68 T, and 65.7 kJ m-3respectively. The significant improvement of magnetic properties mainly originates from the finer grains of the ribbons by introducing Nb.     

Effect of Doping of Ti and C on Crystallization and Magnetic Properties of NdPrFeB Thick Melt-Spun Ribbons

系统研究了添加Ti和C对NdPrFeB合金厚带晶化过程及磁性能的影响。结果表明,Ti的添加可以抑制合金中(Nd,Pr)2Fe23B3亚稳相的生成并细化晶粒从而极大地提高矫顽力;而同时添加Ti和C,随着C含量的增加,矫顽力逐渐降低而剩磁升高。最佳热处理后(Nd0.4Pr0.6)9Fe72Ti4B11C4合金的磁性能达到Jr为0.88T,Hcj为618kA/m,(BH)max为109.8kJ/m3。     

添加Ti和C对NdPrFeB合金厚带晶化及磁性能的影响(英文)

系统研究了添加Ti和C对NdPrFeB合金厚带晶化过程及磁性能的影响。结果表明,Ti的添加可以抑制合金中(Nd,Pr)2Fe23B3亚稳相的生成并细化晶粒从而极大地提高矫顽力;而同时添加Ti和C,随着C含量的增加,矫顽力逐渐降低而剩磁升高。最佳热处理后(Nd0.4Pr0.6)9Fe72Ti4B11C4合金的磁性能达到Jr为0.88T,Hcj为618kA/m,(BH)max为109.8kJ/m3。     

Nd9Fe85.5-xCoxB5.5 (x=0,1,3,5)合金快淬薄带及其热变形磁体的微观组织与矫顽力

以Nd9Fe85.5-xCoxB5.5(x=0,1,3,5)合金快淬薄带(钼辊表面速度V=35 m/s)为原料采用热压/热变形工艺制备了各向同性磁体。微观组织研究表明,含Co合金快淬薄带由大量非晶和少量α-(Fe, Co)和Nd2(Fe, Co)14B相组成,含Co量达到5at%的合金薄带中出现了亚稳相Nd3-(Fe,Co)62B14,它在随后的热压/热变形过程中分解为α-(Fe,Co)和Nd2(Fe,Co)14B;添加Co元素显著减小了热变形磁体的晶粒尺寸,软磁性相与硬磁性相的平均晶粒尺寸分别从无Co合金磁体的61,168 nm减小为含1at%Co合金磁体的24,50 nm。磁性能研究表明,与晶粒尺寸变化相对应,无Co合金以晶间静磁耦合作用为主,含Co合金以晶间交换耦合作用为主,并且随着Co含量的升高,交换耦合作用有所减弱,导致热变形磁体的矫顽力从无Co磁体的151 kA/m单调增大为含5at%Co磁体的218 kA/m。     

Dy元素对快淬(Nd, Pr)FeB合金的磁性能和晶化转变温度的影响

采用快淬法制备了镨基(Nd,Pr)10.5-xDyxFe83.5B6 (x=0,1,2)系列粘结磁体,测定了快淬条带晶化转变温度,研究了添加Dy元素对快淬合金条带晶化转变温度的影响。合金中添加Dy元素,快淬态条带晶化过程中非晶态向晶态转变的开始温度及结束温度提高,转变的温度区间增大。由于热稳定性的提高,条带晶化退火需要采用较高的温度。添加2%Dy元素的(Nd,Pr)8.5Dy2Fe83.5B6合金,最佳退火温度比 (Nd,Pr)9.5Dy1Fe83.5B6和(Nd,Pr)10.5Fe83.5B6分别提高了15和30 ℃。添加Dy元素的粘结磁体,内禀矫顽力Hcj增加,但剩磁Br下降,实验制备的(Nd,Pr)9.5Dy1Fe83.5B6合金磁体的磁性能为Br=0.638 T,Hcj=611 kA/m,(BH)m=71.6 kJ/m3     

Preparation of high coercivity and high thermal stability sintered Nd-Fe-B magnet by optimizing boundary microstructure

用双合金工艺在 (Nd0.75Dy0.10Tb0.15)12.69Fe79.01Co2.00Nb0.30B6.00 近正分主合金粉中添加质量分数为3%的富稀土辅合金 (Nd0.75Dy0.10Tb0.15)25.00Fe21.50Co21.50Nb4.00Ga8.00Ti5.00Al8.00B7.00粉 和3 %的Dy2O3粉, 成功制备出超高矫顽力和高热稳定性的烧结Nd-Fe-B磁体, 内禀矫顽力 Hci和最大磁能积(BH)max分别为3028 kA/m和 254 kJ/m3, 22-220 ℃剩磁和矫顽力的温度系数 分别为--0.104%℃和--0.356%℃, 260 ℃不可逆磁通损失L irr的绝对值仅为4%。微观组织分析表明: 主相Nd2Fe14B晶粒边界光滑、平直, 富Nd相连续均匀分布于主相晶粒周围; 在Nd2Fe14B晶粒 表层附近富含Dy, Dy2O3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd2Fe14B晶粒表层中的Nd发生置换, 从而在界面附近增强了磁各向异性. 在此基础上, 进一步提出了制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B 磁体中Dy的理想分布示意图.     

Dy元素对纳米复合(Nd,Pr)_(10.5-x)Dy_xFe_(83.5)B_6合金磁性能与显微结构的影响（英文）EI北大核心CSCD

采用快淬法制备了镨基(Nd,Pr)10.5-x Dyx Fe83.5B6(x=0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5)系列粘结磁体,研究了Dy元素添加对快淬合金显微组织结构、磁性能及快淬薄带热稳定性的影响。与Nd2Fe14B相比,硬磁相Dy2Fe14B具有较高的磁晶各向异性场HA和较低的饱和磁极化强度Js,因此,Dy元素添加能显著提高合金的内禀矫顽力Hcj,但会降低合金的剩磁Br。Dy元素替代Nd/Pr元素,增强了快淬薄带的热稳定性,提高了晶化退火温度。较高的晶化退火温度,使快淬薄带中已经形成的微晶更容易长大,形成一些粗大晶粒,降低了粘结磁体的磁性能。1.0%是较佳的Dy元素添加量,(Nd,Pr)9.5Dy1Fe83.5B6合金快淬粘结磁体的最大磁能积(BH)max为71.6 k J/m3,剩磁Br为0.638 T,内禀矫顽力Hcj为611 k A/m。     

Dy元素对纳米复合(Nd,Pr)_(10.5-x)Dy_xFe_(83.5)B_6合金磁性能与显微结构的影响（英文）

采用快淬法制备了镨基(Nd,Pr)10.5-x Dyx Fe83.5B6(x=0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5)系列粘结磁体,研究了Dy元素添加对快淬合金显微组织结构、磁性能及快淬薄带热稳定性的影响。与Nd2Fe14B相比,硬磁相Dy2Fe14B具有较高的磁晶各向异性场HA和较低的饱和磁极化强度Js,因此,Dy元素添加能显著提高合金的内禀矫顽力Hcj,但会降低合金的剩磁Br。Dy元素替代Nd/Pr元素,增强了快淬薄带的热稳定性,提高了晶化退火温度。较高的晶化退火温度,使快淬薄带中已经形成的微晶更容易长大,形成一些粗大晶粒,降低了粘结磁体的磁性能。1.0%是较佳的Dy元素添加量,(Nd,Pr)9.5Dy1Fe83.5B6合金快淬粘结磁体的最大磁能积(BH)max为71.6 k J/m3,剩磁Br为0.638 T,内禀矫顽力Hcj为611 k A/m。     

合金元素对(NdPr)_6Fe_(79)B_(15)非晶厚带的晶化行为及磁性能影响

利用熔体快淬法制备了(Nd Pr)6Fe79B15和(Nd Pr,Dy)6Fe74.5Co3Cu0.5Zr1B15非晶带。通过X射线衍射(XRD)和差热分析(DSC),并借助Kempen模型和Kissinger方程,研究了合金的非晶晶化过程及非等温晶化动力学。结果表明,与(Nd Pr)6Fe79B15合金相比,(Nd Pr,Dy)6Fe74.5Co3Cu0.5Zr1B15合金的非晶形成能力明显提高,在9 m/s的辊速下获得了厚度为100μm以上的非晶厚带。2种合金的非晶厚带具有不同的晶化过程及晶化动力学机制。(Nd Pr)6Fe79B15合金的晶化分4步完成:非晶相(A)→Nd2Fe23B3+A’→α-Fe+Fe3B+Nd2Fe23B3’→α-Fe+Fe3B+Nd2Fe14B→α-Fe+Fe3B+Nd2Fe14B+Nd1Fe4B4;而(Nd Pr,Dy)6Fe74.5Co3-Cu0.5Zr1B15合金的晶化分两步完成:非晶相(A)→Fe3B+A’→α-Fe+Fe3B+Nd2Fe14B。与(Nd Pr)6Fe79B15合金由界面控制的多晶型晶化不同,(Nd Pr,Dy)6Fe74.5Co3Cu0.5Zr1B15合金第1步为界面控制的多晶型晶化,第2步则以扩散控制的共晶型晶化为主。由于退火后组织结构的细化和改善,(Nd Pr,Dy)6Fe74.5Co3Cu0.5Zr1B15合金带的磁性能明显优于(Nd Pr)6Fe79B15合金带。     

纳米晶复合Nd_(9.5)Fe_(79-x)Co_5Nb_xB_(6.5)(x=0,1,2,3)永磁合金的微结构和磁性能

利用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、透射电子显微镜(TEM)和三维原子探针(3DAP)等研究了Nb元素对纳米晶复合Nd_(9.5)Fe_(79-x)Co_5Nb_xB_(6.5)(x=0,1,2,3)永磁合金微结构和磁性能的影响。结果表明,随着Nb元素的增加,合金的剩磁J _r首先增加,在Nb含量为1 at%时达到最大值0.94 T,继续增加Nb元素后,合金的剩磁开始下降;矫顽力_i H_c则随着Nb元素的增加逐步增加,当Nb含量超过2 at%后,增加幅度变缓;合金的最大磁能积(BH)_(max)随着Nb元素的增加先增加后降低,纳米晶复合Nd_(9.5)Fe_(79-x)Co_5Nb_xB_(6.5)合金具有最优的综合磁性能,即J_r=0.91 T,_i H_c=663k A/m,(BH)_(max)=120 k J/m~3。Nb元素在合金的晶化过程中富集于晶间形成Nb Fe B相,有利于细化晶粒尺寸,从而提高合金的磁性能。     

双相纳米晶Nd10.1Fe（82.2-x）Co5Zr2.7Bx永磁材料的研究

采用熔体快淬及退火方法制备了Nd10.1Fe(82.2-x)Co5Zr2.7Bx(x=6.2,6.5,6.7,7)纳米晶双相永磁体.结果表明,优化B的含量,可使晶粒细化、均匀,并对其磁性能有一定的影响,在x=6.7时,快淬速度为16m·s-1,有显著的剩磁增强作用,各向同性剩磁比Mr/Ms=0.758,并且Nd10.1Fe(82.2-x)C05Zr2.7Bx粘结磁体出现最佳性能,其剩磁和最大磁能积分别为Br=0.72 T,(BH)max=85.0 kJ·m-3.     

优化边界结构制备高矫顽力及高热稳定性烧结Nd—Fe—B磁体

用双合金工艺在(Nd0.75Dy0.10Tb0.15)12.69Fe79.01Co2.00Nb0.30B6.00近正分主合金粉中掭加质量分数为3%的富稀土辅合金(Nd0.75Dy0.10Tb0.15)25.00Fe21.50Co<21.50>Nb4.00Ga8.00Ti5.00Al8.00B7.00粉和3%的Dy2O3粉,成功制备出超高矫顽力和高热稳定性的烧结Nd-Fe-B磁体,内禀矫顽力Hci和最大磁能积(BH)max分别为3028 kA/m和254 kJ/m3,22-220℃剩磁和矫顽力的温度系数分别为-0.104%/℃和-0.356%/℃,260℃不可逆磁通损失Lhirr的绝对值仅为4%.微观组织分析表明:主相Nd2Fe14B晶粒边界光滑、平直,富Nd相连续均匀分布于主相晶粒周围;在Nd2Fe14B晶粒表层附近富含Dy,Dy2O3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd2Fe14B晶粒表层中的Nd发生置换,从而在界面附近增强了磁各向异性.在此基础上,进一步提出了制备高矫顽力烧结Nd-Fe-B磁体中Dy的理想分布示意图.     

Nb对非晶态Fe—Co—Nd—B合金的晶化动力学的影响

在Fe-Co-Nd-B非晶合金中添加4%的Nb(原子分数)可延迟其晶化过程,提高晶化温度,并使其热稳定性显著提高.Nb抑制Fle3B晶化相的形核,但促进Fe23B6相的形核及长大.Nb可使晶化相的平均晶粒尺寸从30-60 nm减至14-20 nm.Nb使由初始晶化温度计算的晶化激活能明显降低.Fe-Co-Nd-B合金中,α-Fe(Co),Fe3B和Nd2(Fe,Co)14B晶化相的形核过程要难于长大过程,而加Nb后α-Re(Co),Fe23B6和Nd2(Fe,Co)14B晶化相的长大过程要难于形核过程,但Nb基本未改变晶化相的形核及长大机制.非晶合金的晶化主要是一维界面控制的形核以及形核率随时间减小的三维长大过程.     

Nb和Zr对（Nd，Pr）2Fe14B／α-Fe磁体晶化行为和磁性能的影响

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了纳米双相（Nd，Pr）2Fe14B／α-Fe型磁体，研究了Nb和Zr的添加对磁体磁性能、微观结构和晶化行为的影响。结果表明：添加Nb和Zr可提高α—Fe相的晶化温度，抑制α—Fe的析出和长大，避免亚稳相的形成，从而提高硬磁相的体积百分比。Nb和Zr复合添加能细化晶粒，增强硬磁相和软磁相问的交换耦合作用，显著提高纳米晶双相永磁合金的磁性能。合金（Nd，Pr）2Fe14B／α-Fe经过最佳热处理后，磁性能达到Br=1．10T，iHc=534．2kA／m，（BH）max=143．6kJ／m^3。     

机械球磨与HDDR结合制备纳米晶Nd12Fe82B6合金粉末及其组织特征

在氢气氛中机械球磨铸态Nd12Fe82B6(at%)合金,利用机械力驱动使之发生歧化反应,随后进行真空脱氢-再结合处理,获得纳米晶合金粉末材料.采用差示扫描量热法(DSC),分析了歧化态合金粉末的脱氢-再结合行为.利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),及透射电镜(TEM)等测试方法,研究了球磨及脱氢-再结合过程中合金粉末的相变与微观组织.结果表明:在0.2 MPa氢气氛中球磨20 h,可使Nd12Fe82B6合金完全歧化,形成晶粒尺寸约为8 nm的Nd2H5,Fe2B和α-Fe的纳米歧化组织,并且粉末颗粒细化到0.5μm～1.0 μm.在760℃,30 min的条件下进行真空脱氢-再结合处理,获得了平均晶粒尺寸约为30 nm的Nd2Fe14B/α-Fe纳米复相Nd12Fe82B6合金粉末.     

双相纳米晶Nd10Fe75Co5Zr3Cr0．5B6．5磁体的研究

采用熔体快淬及晶化热处理工艺制备Nd10Fe75Co5Zr3Cr0.5B6 5纳米晶合金.快淬薄片(17m·s-1)在710℃,4 min晶化处理后,晶粒尺寸为50 nm～60 nm.该快淬薄片经710℃,4min晶化处理后制成的粘结磁体的磁性能为Br=0.67 T,JHc=707 kA·m-1和(BH)max=74 kJ·m-3.     

添加Y对快淬Pr2Fe14B薄带磁性能的影响

利用溶体快淬法研究了Y的添加对Pr2Fe14B合金磁性能的影响。结果表明：薄带Pr2Fe14B的最佳铜辊转速为30 m/s。Pr12-xYxFe84B6 (x=0~12)快淬薄带主要由各向异性、纳米结构的R2Fe14B相组成,其矫顽力、剩磁,剩磁比和饱和磁化强度均随着Y含量的增加而减少。Pr12-xYxFe84B6快淬薄带的磁晶各向异性随着Y替代量的增加而降低,导致矫顽力逐渐减少,这是由于Y2Fe14B的磁晶各向异性低于Pr2Fe14B。然而,只要Y元素含量不超过4at%,Pr12-xYxFe84B6快淬薄带的退磁化曲线的方形度较好,晶粒间交换耦合作用也比较强。