40Cr表面TiAlN/TiN复合镀层的滑动摩擦试验分析

采用多弧离子镀工艺在40Cr表面制备了TiAlN/TiN复合镀膜,利用UMT-2摩擦磨损实验机考察了TiAlN/TiN膜层的承载能力和摩擦学性能,通过扫描电子显微镜观察了磨损试件的表面形貌,应用X射线能谱仪分析了磨痕中心区元素及其含量,通过40Cr基体和TiAlN/TiN膜在摩擦系数和磨损量方面的比较来评价TiAlN/TiN复合膜层的摩擦学性能.结果表明:TiAlN/TiN涂层与基体间的结合力是影响涂层承栽能力的主要因素之一,TiAlN/TiN复合镀层的摩擦学性能优于40Cr基体,TiAlN/TiN复合镀层的减摩、耐磨性能优越,并能成功地抵抗磨粒磨损和粘着磨损.     

电弧离子镀ZrN/TiN涂层对烧结NdFeB的耐腐蚀及磨损性能的影响

为了提高粉末烧结磁体NdFeB的耐腐蚀性能和耐磨损性能,采用电弧离子镀的方法在其上沉积制备了ZrN/TiN多层涂层。观察涂层的成分与显微组织,分析了涂层对烧结磁体耐腐蚀性能及磨损性能的影响。结果表明:电弧离子镀氮化物多层涂层与烧结磁体生成一过渡层,膜基结合强度高;涂层提高了磁体的耐腐蚀倾向,降低了腐蚀电流,腐蚀速率降低2个数量级;磁体在5%盐水中10h后才出现失重,涂层保护效果明显;磁体表面涂层的硬度15～20GPa,摩擦系数0.5,耐磨损性能提高。     

沉积工艺对磁控溅射 TiAlN 薄膜微观形貌及性能的影响

采用非平衡磁控溅射技术在Q235钢基体上制备了TiAlN薄膜,研究了沉积工艺参数对薄膜微观形貌、力学性能及耐腐蚀性能的影响规律,通过扫描电镜、纳米力学探针、划痕测试仪对薄膜的微观形貌和力学性能进行表征,并利用盐雾试验和电化学极化测试研究了薄膜在含Cl-环境中的腐蚀行为。结果表明,随着N_2流量的升高,TiAlN薄膜的硬度和结合力先升高后降低,当N_2流量为10sccm时,薄膜具有最高的硬度和结合力,分别为30.7GPa和44.2N,其耐腐蚀性能最优。随着Al靶功率的增加,薄膜的硬度和结合力先增大后减小,当Al靶功率为90W时,薄膜的硬度和结合力达到了最大值,分别为28.6GPa和38.4N,具有最佳的抗腐蚀性能。随着基体温度的升高,薄膜的硬度和结合力逐渐增大,基体温度低于300℃时,增大幅度较明显,基体温度高于300℃时,二者增加幅度趋于平缓,薄膜表现出优异的耐腐蚀性能。     

废旧烧结Nd-Fe-B磁体添加Ce再制造技术研究

烧结Nd-Fe-B磁体再生过程中会引起稀土元素的氧化和损失,因此重新烧结时无法致密化。添加Ce金属,有助于再生磁体的致密化,并优化磁体的显微组织结构。通过低成本Ce金属的添加,成功实现再生磁体的综合性能优化。并研究了废旧烧结Nd-Fe-B磁体的吸氢过程,用BH测试仪测试了再生磁体的磁性能;采用扫描电镜观察了再生磁体的微观结构。添加4%Ce(质量分数)时,在1 350 K烧结、773 K热处理条件下,再生磁体的剩磁达到了原磁体的98%以上,内禀矫顽力超过了原磁体。     

烧结Nd-Fe-B磁体腐蚀动力学行为

研究了不同成分的烧结Nd-Fe-B磁体在恒定湿热和中性盐雾腐蚀环境中的腐蚀动力学行为,讨论了不同合金成分和腐蚀条件对磁体腐蚀速率的影响,探讨了烧结Nd-Fe-B磁体在不同介质中的电化学行为.结果表明:烧结Nd-Fe-B磁体在湿热环境中的重量变化表现出明显的抛物线衰减规律,而在盐雾腐蚀环境中的重量变化表现出先增后减的规律.以重稀土Dy替代少量Nd,并添加少量Co等元素,可以提高烧结Nd-Fe-B磁体的耐湿热和耐盐雾腐蚀性能.     

Nd-Fe-B磁体烧结致密化过程的研究

定量描述了Nd-Fe-B磁体的烧结致密化过程, 分析了有效稀土含量、合金粉末粒度与烧结致密化过程的关系, 讨论了Nd-Fe-B磁体烧结过程的致密化机制. Nd-Fe-B磁体烧结致密化过程可分为3个阶段, 即致密化过程迅速进行阶段、缓慢进行阶段、相对稳定阶段;随着烧结温度的上升, 第一阶段表现得更为突出, 第二阶段对应的烧结时间区段大大缩短. 有效稀土含量的提高、合金粉末粒度的减小显著促进Nd-Fe-B磁体烧结致密化过程. 主相颗粒重排以及主相颗粒长大与形状适位性变化是Nd-Fe-B磁体烧结过程的两类主要致密化机制, 而且后者对于Nd-Fe-B烧结磁体实现完全致密化起着决定性的作用.     

高性能烧结Nd-Fe-B磁体关键制造技术的开发与应用

烧结Nd-Fe-B永磁材料由于具有低成本、高磁性能而广受人们关注。近20年来，为了提高磁体的磁性能、温度稳定性能和抗腐蚀性能，国内外开展了大量的研究工作。据此，简要综述了近年来高性能烧结Nd-Fe-B磁体关键制造技术的开发与应用状况。     

烧结Nd-Fe-B磁体晶界扩散TbH2高温稳定性及其机理

采用涂敷方式,在烧结钕铁硼表面均匀涂敷TbH₂粉末,经过不同的扩散温度处理,制备出晶界扩散磁体。研究了晶界扩散TbH₂对烧结Nd-Fe-B磁体常温磁性能及高温稳定性的影响,并分析了磁体矫顽力提升的机理。常温磁性能研究表明,扩散磁体经过890 ℃+490 ℃工艺处理后性能达到最优,矫顽力从1 383 kA/m提升到1 988 kA/m。高温磁性能结果显示,扩散磁体200 ℃的矫顽力温度系数|β|比原始磁体降低0.032%/℃,磁通不可损失hirr比原始磁体降低21.47%,扩散TbH₂明显提高了烧结Nd-Fe-B磁体的热稳定性。分析得出,晶界扩散TbH₂磁体矫顽力提升的机理是Nd₂Fe₁₄B晶粒外延层形成了（Tb, Nd）₂Fe₁₄B核壳结构,提高了磁晶各向异性场;同时改善了磁体的微观组织结构,有效地隔绝了晶粒之间的磁交换耦合作用。      

烧结Nd-Fe-B的力学性能研究进展

烧结Nd-Fe-B磁体属于脆性材料,力学性能是其综合性能的一个重要指标。磁体力学性能及加工性能的好坏,直接影响其服役可靠性和生产企业的制造成本。国防、航空等应用领域对磁体的抗冲击过载性能提出了很高的要求。分析了烧结Nd-Fe-B磁体的力学特性特征,重点介绍了改善力学性能研究所取得的成果,并展望了其未来的发展方向。     

N2 流量对磁控溅射 TiAlN 薄膜耐腐蚀性能的影响

采用非平衡磁控溅射技术在Q235钢和单晶硅基片上制备了TiAlN薄膜,并利用场发射扫描电镜(FESEM)、纳米力学探针、划痕测试仪对薄膜的微观组织结构和力学性性能进行研究;采用盐雾试验和电化学极化测试技术研究了薄膜在含Cl-环境中的腐蚀行为与电化学特性。结果表明,随着N_2流量的升高,TiAlN薄膜的硬度和弹性模量先升高后迅速降低,当N2流量为10sccm时,薄膜具有最高的硬度和结合力,分别为30.7GPa和44.2N。盐雾试验240h后,N_2流量为10sccm时的TiAlN薄膜表面腐蚀最轻微,表现出了良好的抗盐雾腐蚀性能;电化学测试结果表明,在3.5%NaCl溶液中,N2流量为10sccm时Ti Al N薄膜腐蚀电流密度最小,仅为1.38×10~(-4)m Acm·~(-2),,约为N2流量为16sccm时薄膜的1/4,表现出优异的耐腐蚀性能。     

调制比对TiN/Ti多层膜结构和力学性能的影响

采用反应磁控溅射的方法在Ti6Al4V基板上沉积(TiN/Ti)n多层膜,交替沉积Ti层和TiN层,以通入/关闭氮气实现对TiN含量的控制.共溅射10层,每层TiN膜和Ti膜的厚度之和即调制周期不变,二者之间的厚度比即调制比分别为1∶9、1∶5、1∶3和1∶2.利用XRD、SEM分别研究了薄膜的微观结构和表面形貌,利用显微硬度仪和划痕仪测量了薄膜的硬度和膜基结合力.研究结果表明:随着调制比的增大,TiN(200)逐渐消失,出现Ti2N等新相;硬度、结合力有明显增大的趋势,与单层膜相比,多层膜的硬度和结合力最多分别增加250 HV和22 N.     

烧结过程对Nd-Fe-B永磁材料磁性能与力学性能的影响

分析了烧结过程对Nd-Fe-B永磁材料磁性能和力学性能的影响.当烧结温度为1 373 K时,随烧结保持时间延长,材料剩磁Br先增加后趋于稳定,矫顽力Hci直线下降.成分为Nd25.5Pr7.5FebalNb0.45Cu0.2Al0.55B1.10的磁体样品的抗弯强度在烧结时间为5 h时达到一个最大值后便持续下降,而成分为Nd25.5Pr7.57.5FebalNb0.15Cu0.25Al0.75B1.10的磁体样品抗弯强度是持续下降的.试验结果表明:通过优化合金成分和烧结工艺参数,可以改善烧结Nd-Fe-B永磁材料的磁性能和力学性能,获得综合性能较高的磁体.     

双辉法等离子渗镀TiN层及耐磨和耐蚀性能的研究

一种利用双层辉光等离子溅射直接复合渗镀合成TiN渗镀层的新工艺方法。该TiN渗镀层表面形貌为‘胞状’组织,颗粒致密均匀,表面为金黄色。TiN渗镀层由TiN颗粒均匀分布的扩散层及表面TiN沉积层组成,渗镀层厚度可达16μm,与基体形成固态冶金层,结合强度高,表面平均显微硬度为3120 HV。对该TiN渗镀层试样,未处理的Q235钢试样,T10淬火+回火试样和3Cr13渗氮试样在相同的条件下进行了耐磨性试验;将该渗镀层试样与未处理的Q235钢和1Crl8Ni9Ti不锈钢试样在1 mo.lL-1H2SO4溶液和3.5%的NaCl溶液中,分别进行了电化学腐蚀对比试验。结果表明:在相同的条件下,TiN渗镀层相对磨损速度最小,耐磨性较未处理的Q235钢试样提高7.81倍,较T10淬火+回火试样提高5.625倍,较3Cr13渗氮试样提高7倍;在浓度为1 mol.L-1的H2SO4溶液中,TiN渗镀层耐腐蚀性能比未处理的Q235钢提高了11.5倍,比1Crl8Ni9Ti不锈钢提高了2.65倍。在浓度为3.5%的NaCl溶液中,TiN渗镀层的耐腐蚀性能比未处理的Q235钢提高11.3倍,但比1Crl8Ni9Ti不锈钢耐蚀性能稍差。     

磁控溅射工艺参数对TiAlN薄膜结构和性能影响规律研究

采用XRD、SEM、纳米压痕仪、纳米划痕仪等分析了磁控溅射工艺参数对TiAlN薄膜物相、微观组织、力学性能及结合力的影响规律。结果表明，所有样品生成相均为面心立方的TiAlN,且在(111)晶面择优生长，薄膜表面形成三棱锥状密排晶粒。选定硬度与结合力两个指标对TiAlN薄膜进行评价，通过正交实验发现，硬度与结合力的最优工艺参数均为基底偏压-100 V,工作气压0.3 Pa,溅射电流8 A,氮流量40 sccm。     

添加Dy、Nb对烧结NdFeB磁体结构与性能的影响

采用SC工艺制备了Nd-Fe-B合金铸片,研究了在合金铸片中添加Dy、Nb元素对合金铸片显微结构和烧结Nd-Fe-B磁体磁性能的影响,确定了Nd-Fe-B磁体获得最佳磁性能时Dy元素、Nb元素的含量,并用扫描电镜、磁性能测量仪等对其进行了分析和测量。实验结果表明,Dy元素的添加可以使晶粒细小化、均匀化、规则化,在不显著影响剩磁的情况下大幅度提高磁体的内禀矫顽力;在含Dy元素和Co元素的磁体中加入少量Nb元素可以在不显著影响剩磁的情况下较大幅度提高磁体的内禀矫顽力,降低磁通不可逆损失,提高磁体使用温度。     

无重稀土烧结Nd-Fe-B磁体的显微结构和磁性能研究

对Ga、Al、Cu和Zr共同掺杂的烧结Nd-Fe-B磁体磁性能和显微结构进行研究，并通过回火工艺对磁体的矫顽力进行调控。结果表明：当一级回火为900℃×150 min,且二级回火为500℃×180 min时，磁体矫顽力H_cj从烧结态的14.33 kOe大幅提高到二级回火态的19.86 kOe,提高了38.6%;方形度H_k/H_cj由0.86增加到0.97;剩磁B_r仅从烧结态13.51 kGs略微下降到二级回火态的13.46 kGs;富稀土相分布更加连续和明显。研究分析表明，矫顽力大幅增加主要是由于含有少量的富Nd相和贫B相的烧结Nd-Fe-B磁体中Ga的掺杂改变了晶界相湿润性，降低了富稀土相中Fe元素的含量。本研究为无重稀土高矫顽力和高剩磁烧结Nd-Fe-B磁体步入产业化夯实了理论基础。     

Nd-Fe-B永磁材料的粉末注射成形技术

介绍了目前采用的几种粉末注射成形用Nd-Fe-B磁粉的制备方法及特点;讨论了粘结剂、改性剂及磁场取向对注射成形Nd-Fe-B粘结剂磁体和烧结磁体最终磁性能的影响;指出了注射成形Nd-Fe-B磁体的现在以及潜在的应用市场。在此基础上,指出了今后开展研究工作的方向。     

氮气流量对TiN 薄膜组织结构及力学性能的影响

采用磁控溅射方法在不锈钢表面沉积TiN薄膜,通过扫描电子显微镜、显微硬度计、CSPM5500扫描探针显微镜、X射线衍射仪、往复式摩擦磨损仪等分析测试手段,研究氮气流量对薄膜形貌、成分、结构、硬度、表面粗糙度、耐磨损等性能的影响.结果表明,随着氮气流量的增加,薄膜的显微硬度、膜厚都逐渐降低,膜基结合力逐渐增加,膜基结合力在16 mL/min时达到最大67.2 N;表面粗糙度和平均摩擦系数均在8 mL/min时最低.随着氮气流量增加,薄膜主要生长取向由(200)晶面转向(111)晶面生长;TiN薄膜的颜色也随氮气流量增大而加深,8 mL/min和12 mL/min时为金黄色,4 mL/min和16 mL/min时颜色较差.      

生坯密度对烧结 Nd-Fe-B 磁体结构与性能的影响

结合国内烧结Nd-Fe-B磁体工业生产过程，研究了压制成型时生坯密度变化对烧结Nd—Fe—B磁体致密化程度、显微组织、取向度与磁性能的影响。试验结果表明，生坯密度的提高可促进烧结致密化过程，抑制烧结过程晶粒的不均匀长大，提高取向度，改善磁性能。     

烧结钕铁硼的微观结构研究

利用扫描电镜观察了35AH、N35、N50和33SH四个牌号不同尺寸长方体形的烧结Nd-Fe-B磁体的微观结构。从晶粒的大小、形状、分布和晶界状况等方面比较了高性能与普通性能烧结Nd-Fe-B磁体微观结构的异同。高性能磁体的微观结构更接近于理想状态，即主相晶粒细小，分布均匀，形状规则，有适量的呈薄层状分布的富钕相将主相晶粒包裹。