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。     

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     

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.     

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Dy对纳米晶复合Nd8.5Fe77Ga0.6Co5Zr2.7B6.2永磁材料磁性能和温度系数的影响

采用快淬后真空晶化退火工艺制备了成分为Nd8.5-xDyxFe77Ga0.6Co5Zr2.7B6.2(x=0,0.5,1.0)的纳米晶复合永磁粘结磁体,研究其磁性能和温度系数的变化。结果表明,添加Dy元素能有效提高磁体的内禀矫顽力,但使其剩磁和较大磁能积略有下降。Dy含量为0.5at%时,制得的粘结磁体具有较佳磁性能:Br=0.728T,jHc=656.3kA/m,(BH)max=76.2kJ/m3。随着Dy元素的添加,合金的剩磁温度系数α逐渐降低,当Dy=1at%时,在20℃~150℃温度区间内平均剩磁温度系数α=-0.12%/℃。随着Dy元素的添加,合金的内禀矫顽力温度系数β呈先下降后上升的趋势。在Dy=0.5at%时,具有较低的β值,在20℃~150℃温度区间内平均内禀矫顽力温度系数β=-0.34%/℃。     

动态晶化对纳米晶交换耦合Nd2Fe14B/α-Fe磁性能和显微组织的影响

为改善纳米晶交换耦合Nd2Fe14B/α-Fe永磁合金微结构以提高磁性能，用熔体快淬和动态晶化热处理的方法制备了纳米晶交换耦合Nd2Fe14B/α-Fe永磁体，采用XRD和TEM等方法系统研究了动态晶化热处理对Nd10.5（FeCoZr）83.4B6.1永磁体磁性能和显微组织的影响。结果表明：与传统晶化相比，动态晶化可以在相同的晶化温度下缩短晶化时间，同时能细化晶粒，增强晶粒间磁交换耦合作用，提高磁性能。Nd10.5（FeCoZr）83．4B6.1合金快淬薄带经700℃，10min动态晶化热处理后，制得的粘结磁体获得最佳磁性能，剩磁Br=0．685T，内禀矫顽力Hcj=732kA／m，磁感矫顽力Hcb=429kA／m，最大磁能积（BH）m=75kJ／m^3。     

添加Dy对纳米晶复合Nd8．5Fe77Ga0．6C05Zr2．7B6．2永磁材料磁性能和温度系数的影响

采用快淬后真空晶化退火工艺制备了成分为Nd8.5-xDyxFe77Ga0.6Co5Zr2.7B6.2（x=0,0．5,1．0）的纳米晶复合永磁粘结磁体,研究其磁性能和温度系数的变化。结果表明,添加Dy元素能有效提高磁体的内禀矫顽力,但使其剩磁和较大磁能积略有下降。Dy含量为0．5at％时,制得的粘结磁体具有较佳磁性能：Br=0．728T,jHc=656．3kA／m,（BH）max=76．2kJ/m^3。随着Dy元素的添加,合金的剩磁温度系数α逐渐降低,当Dy=1at％时,在20℃～150℃温度区间内平均剩磁温度系数α=-0．12％／℃。随着Dy元素的添加,合金的内禀矫顽力温度系数β呈先下降后上升的趋势。在Dy=0．5at％时,具有较低的β值,在20℃～150℃温度区间内平均内禀矫顽力温度系数β=-0．34％／℃。     

RE2Fe14B/α-Fe(RE=Nd,Dy,Pr)纳米复合永磁材料的研究

随着稀土含量的增加,快淬薄带矫顽力提高,剩磁降低,当稀土总量为10at%和快淬速度为12 m/s时,快淬薄带的矫顽力可达955 kA/m.当稀土总量为9.5at%时,快淬薄带晶化后的磁性能几乎不受快淬速度的影响.Dy替代部分Nd,提高了快淬薄带的非晶形成能力和热稳定性;经过晶化处理后,快淬薄带的矫顽力明显提高,剩磁略有下降,居里温度提高.Pr替代部分Nd,也提高了快淬薄带的非晶形成能力和热稳定性:经过晶化处理后,快淬薄带的剩磁和矫顽力都有所增加.     

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。     

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.     

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。     

Nb在单相Nd2Fe14B纳米晶合金晶化过程中的作用

利用X射线衍射、透射电镜和三维原子探针(three-dimensional atom probe,简称3DAP)等研究Nb在单相Nd2Fe14B纳米晶永磁合金的作用机制.结果表明,Nb的添加提高了合金的非晶形成能力和非晶的热稳定性,使得合金最佳晶化温度升高.三维原子探针分析表明,Nb一方面分布在非晶基体中,另一方面在淬态薄带中存在不同程度的偏聚,这些Nb富集区中存在大量B元素,稀土含量很少,甚至不存在,含有部分Fe元素.Nb富集区的存在阻碍新生Nd2Fe14B相的长大,使晶化后的组织细小且均匀,提高了合金的磁性能.     

快淬速度对纳米晶复合Nd_(8.5)Dy_1Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)永磁材料磁性能和微观结构的影响

采用熔体快淬和随后的退火处理制备了Nd_(8.5)Dy_1Fe_(76)Co_5Zr_3B_(6.5)纳米晶复合永磁合金,研究了快淬速度对合金磁性能和微观结构的影响。随着快淬速度的增加,合金的磁性能呈现先升高再下降的趋势,当快淬速度为15 m/s时,合金有最佳的磁性能,B_r=0.70 T,H_(cj)=706.05 kA/m,(BH)_(max)=74.54 kJ/m~3。透射电镜的分析结果表明:合金的晶粒分布均匀,晶粒尺寸约为20 nm。三维原子探针的结果显示Zr元素在硬磁相Nd_2Fe_(14)B的晶界处富集,起到了抑制晶粒长大、细化晶粒的作用,从而提高了材料的磁性能。     

添加Zr元素对纳米复相Nd10．5Fe78．4-xCo5ZrxB6．1粘结永磁体结构和磁性能的影响

采用快淬、热处理及模压成形工艺，制备了成分为Nd10．5Fe78．4-xCo5ZrxB6．1（x=0，1．0，1．5，2．0，2．5）的5种粘结永磁体。采用XRD,DTA，TEM等方法对合金的组织结构和晶化行为进行了研究。结果表明：Zr含量的增加可提高材料的非晶形成能力；当Zr添加到一定量时，形成高熔点的Fe2Zr相，产生细化晶粒的作用；添加Zr元素显著地提高了合金的矫顽力，改善了退磁曲线矩形度，从而提高了最大磁能积。Nd10．5Fe78．4-xCo5ZrxB6．1永磁体在x=2时获得最佳磁性能，Br=0．659T，Hcj=628kA／m，Hcb=419kA／m，（BH）m=73kJ／m^3。     

Crystallization behavior of melt—spun NdFeB permanent magnets

The crystallization behavior of melt-spun Nd8.5Fe78Co5Cu1Nb1B6.5 ribbons was investigated using dynamic differential scanning calorimetry(DSC)and X-ray diffractometry(XRD).It was found that the as-spun ribbons crystallize in two steps:at first the Nd3Fe62B14 α-Fe phases are formed and subsequently Nd3Fe62B4 transformed to Nd2Fe14B and α-Fe upon heating above 680℃.The effective activation energy of two crystallization peaks are 332.0kJ/mol and 470.5kJ/mol,respectively,As the wheel speed increases,the magnetic properties of the magnet change obviously,When the wheel speed is 18m/s,the best magnetic properties of the magnet was obtained after the sample was annealed at 690℃ for 8 min:Br=0.74T,iHc=421.7kA/m,(BH)max=64.5kJ/m^3.     

快淬速度对Nd9.5Fe76Zr3Co5B6.5纳米晶复合永磁合金磁性能和微观结构的影响

以Nd9.5Fe76Zr3Co5B6.5合金为研究对象,研究了不同快淬速度(8~65 m/s)对合金的磁性能、交换耦合作用和微观结构的影响。结果表明,快淬速度对合金退火后的微观结构和磁性能具有显著地影响,适当的快淬速度将使合金退火后的晶粒细化、分布均匀,提高软、硬磁性相间的交换耦合作用,进而提高合金的磁性能。当淬速为15 m/s时,合金退火后具有最佳的综合磁性能:Br=0.976 T,Hcj=711.57 kA/m,(BH)max=150.61 kJ/m3。     

电场烧结法制备纳米复相Nd2Fe14B／α-Fe永磁块体材料

采用电场烧结法制备出纳米复相Nd10．5Dy0．5Fe76．9Nb1Co586．1永磁块体，研究了电场烧结温度对其磁性能和抗压强度的影响，采用XRD，SEM等方法分别对其相结构、显微组织进行了分析。结果表明：非晶合金压制成型后，经823K，300S电场烧结制得的纳米晶永磁块体具有最佳磁性能：Br=0．6498T，Hcj=714kA／m，（BH）max=63kJ／m^3。随着烧结温度的升高，块体的抗压强度增加。