放电等离子烧结NdFeB永磁材料的显微组织研究

采用放电等离子烧结技术制备了Nd15Dy1.2Fe余Al0.8B6永磁材料.通过扫描电镜和透射电镜观察和磁性能测试,研究了不同烧结温度和回火处理后的磁体显微组织及其对磁性能的影响.结果表明:在烧结温度为810℃时,可获得均匀细小的显微组织,通过回火处理能优化磁体显微组织,改善富钕相分布,从而达到提高磁性能的目的.同时,选区电子衍射研究发现,回火处理使三角晶界处富钕相的晶体结构由近似双六方结构转变为面心立方结构.     

添加混合稀土的耐热永磁体

美国衣阿华州立大学的DOE Ames研究所的研究人员新近研制成功可在200℃较高温度下使用的高性能钕一铁一硼永磁合金，他们发现用混合稀土元素取代钕-铁-硼合金中的一部分Nd之后可提高合金的居里温度。当前具有2—14—1结晶结构的钕-铁-硼合金（Nd2Fe14B）是磁性能最好的永磁材料，但是当温度从100℃升高到125℃时它的磁力就会降低大约一半。     

Nd-Fe-B系磁体性能的提高

Nd-Fe－B磁体根据Nd2Fe14B单晶饱和磁化强度的理论值具有（BH）max为512kJ／m3（64MGOe）的磁特性，但目前能够大量稳定生产的Nd－Fe－B磁体之（BH）max仅为318kJ／m3。为了提高其磁性能，研究了Nd－Fe－B烧结磁体的各种构成相，即T1相（Nd2Fe14B相）、T2相（Nd11Fe4B4相）和富Nd相的相比率，对其烧结行为的影响，以及这些相的存在比率与其磁特性的关系。采用纯度为99．5％的钱、纯度为99．9％的电解铁和硼铁（B20．2％，余为Fe）为原料，在高频电炉中熔炼成Nd15Fe77B8成分的熔体，在铁模中铸锭，制备成粉末和一定规格的试样…     

单相纳米晶Nd12.3Fe79.2Nb2.5B6合金的交换耦合作用与显微组织

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了含铌单相纳米晶Nd12.3Fe79.2Nb2.5B6合金,研究添加Nb对单相Nd2Fe14B纳米晶合金的磁性能、交换耦合和微观结构的影响规律.结果表明:Nb的添加提高了合金的非晶热稳定性,使得合金最佳晶化温度升高;合金晶化退火后,Nb可使晶粒尺寸分布均匀,并得到单一Nd2Fe14B相;晶粒边界比较完整,存在共格、半共格或大角度晶界,但没有观察到晶界相.上述结构可有效提高合金的磁性能,增强交换耦合作用.通过对Nd12.3Fe79.2Nb2.5B6合金磁性能分析可知:650 ℃晶化退火10 min后的合金性能最佳,交换耦合作用最强.     

烧结NdFeB磁体相的继承性研究

设计成分为Nd32.5B1.04Febal(质量分数,%),经过熔炼,制粉,成型,烧结后制备了烧结NdFeB磁体,对样品的铸锭,烧结态样品以及高温回火态样品,低温回火态样品的微观组织采用SEM进行了仔细地分析。结果显示,烧结NdFeB磁体的相具有"继承性",在熔炼中产生的α-Fe相会被烧结回火后的磁体继承下去,而烧结中形成的Nd2Fe14B相和B-rich相在回火后数量和形态基本上变化不大,Nd-rich相虽然数量变化也不大,但是在高温回火中熔化流动,均匀分布在主相Nd2Fe14B周围,把主相Nd2Fe14B一个个分隔开来,在低温回火中,这种流动会延续,相的形态会得到巩固,使得磁体最终获得良好的综合磁性能。     

双合金工艺制备钕铁硼永磁体的性能和显微组织的研究

用双合金工艺在Nd13.05Dy0.23Fe80.12B6.5铸片主合金中添加质量分数为3%~20%的富稀土铸锭辅合金Nd38.2Gd11.8Fe44.88Al4.12B,研究稀土元素Gd部分取代Nd时对钕铁硼永磁体的磁性能和显微组织的变化规律。结果表明,Gd的加入不仅可改善钕铁硼磁体性能,也可节约Nd和Dy的用量。从显微结构可看出,组织中细小的颗粒状富稀土相增多,元素Gd主要富集于晶界处,形成了更多的对矫顽力有贡献的富稀土相。     

氢化脱氢钕铁硼微观组织结构的变化

采用SEM和XRD对Nd13Fe81.5B5.5合金氢化-歧化-脱氢过程中相结构和组织形貌的变化进行了观测分析，结果表明：非受热的Nd13Fe81.5B5.5合金的吸氢只能在富钕相的品界上进行，吸氢的过程伴随着热量的释放。加热后的Nd13Fe81.5B5.5合金吸氢不仪沿着Nd13Fe81.5B5.5富钕相品界进行，而且也能在其品格内进行。合金吸氢后牛成物丰相为NdH2.9和α-Fe，还有微量的Fe2B和Fe2Nd，吸氢的过程伴随着大量热的释放，Nd13Fe81.5B5.5合金的吸氢温度为700℃，在730℃～800℃的范围内脱氢，在此工艺条件下，能获得高质量的氢化物。     

Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金磁性能的研究

采用铜模吸铸法制备出厚度为0.8 mm的片状Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金.利用X射线衍射(XRD),差热分析(DTA)和振动样品磁强计(VSM)研究了Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金在铸态和不同温度退火后的磁性能.结果表明,Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金在铸态下为软磁性.合金晶化退火后,磁性能转变为硬磁性,得到了块状的纳米晶复合永磁材料.合金硬磁性的产生是由于合金晶化后产生了Nd2Fe14B硬磁性相和α-Fe,Fe3B软磁性相,软、硬磁相间产生了较强的交换耦合作用而造成的.这一方法为制备块体纳米晶复合永磁材料提供了一种新的手段.     

快冷NdFeB纳米晶合金的磁性能

在快冷形成的各向同性纳米晶NdFeB合金中已观察到超过理论极限值 (NdFeB为 0 8T)的高剩磁。韩国学者报道了在具有极低钕含量的快冷形成的Nd2 Fe80 B18合金中观察到的软磁相与硬磁相之间的交换耦合 ,也报道熔体快淬Nd10 Fe82 B8合金中软磁相与硬磁相交换耦合的证据及剩磁和矫顽力在 4 2K～ 30 0K之间的温度依赖关系。在氩气保护下用单辊技术制备了熔体快淬Nd2 Fe80 B18、Nd4 4Fe80 4B15 2 、Nd10 Fe82 B8和NdBFe11B10 合金。快淬带在 1 0 -4 乇真空下于 873K～ 1 0 73K退火 1 0min。用热磁法和X射线衍射对磁性相进行了分析…     

Nd—Dy—Fe—Co—B快淬非晶合金的晶化动力学

用差热分析（DTA）,结合X射线衍射（XRD）研究了Nd-Dy-Fe-Co-B非晶合金的晶化动力学。结果表明,温度低于800℃不同升温速率的升温过程中,合金Nd7.5Dy1.5Fe70Co16B5中先后出现三个晶化相：软磁相α-Fe相、亚稳相Nd2Fe23B3和硬磁相Nd2Fe14B。三个晶化相的晶化激活能随晶化份数的增加而降低。α－F的表面激活能为98.09kJ/mol,Nd2Fe23B3和Nd2Fe14B的分别为131．79kJ/mol和129．20kJ/mol.Nd2Fe14B和α－Fe相的晶化行为表明Nd7 .5Dy1.5Fe70Co16B5合金退火时容易形成晶粒粗大的Nd2Fe14B/α-Fe微结构的原因,是Nd2Fe14B和α-Fe相都容易长大造成的。     

高密度块状钐铁氮磁体制备的研究进展

钐铁氮化合物(Sm₂Fe₁₇N₃)因具有比钕铁硼(Nd₂Fe₁₄B)更高的磁晶各向异性场和居里温度值及更少的稀土含量,成为新型稀土永磁材料研究热点。但是,由于钐铁氮在600℃左右会分解导致永磁性能消失,因此常规的高温烧结工艺并不适用于钐铁氮烧结磁体的制备,现只能将其与高分子材料复合用作塑磁材料,这就导致Sm₂Fe₁₇N₃的磁学性能无法得到充分发挥。因此,开发低温成型工艺制备全金属高密度块状磁体是获取高性能钐铁氮磁体的关键。经过30多年的努力,科研人员已开发出多种制备钐铁氮磁体的低温快速成型工艺,并获得最大磁能积达到199 k J/m³的高性能磁体。本研究将从磁体的制备方法出发,总结当前块状钐铁氮磁体的研究现状及面临的问题,尤其针对不同成型方法出现矫顽力下降的现象提出分析,并对其今后的发展做出展望。     

非晶晶化法制备纳米双相α-Fe/Nd_2Fe_（14）B磁性粉体的研究

本文在NMS-Ⅱ磁粉生产设备上,研究非晶晶化工艺因素（快淬速度、晶化温度和晶化时间）对Nd2（Fe,Co,Zr）14B磁粉磁性能和组织的影响。并通过振动样品磁强计（VSM）、X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等分析工艺因素对Nd2（Fe,Co,Zr）14B磁粉的磁性能及纳米晶形成的影响规律。经分析确定较好的工艺为：以17 m.s-1速度快淬获得非晶并粉碎,随后氩气保护下730℃晶化20 min;获得的磁性能为：Br=7.620 kGsj、Hc=8.321 kOe（、BH）max=10.019 MGOe。     

放电等离子烧结-热变形各向异性Nd-Fe-B磁体的微观组织及磁性能

采用放电等离子烧结及后续热变形技术制备各向异性Nd-Fe-B磁体,研究烧结温度对放电等离子烧结Nd-Fe-B磁体微观组织和磁性能的影响。随着烧结温度在650~900°C范围内的升高,烧结态Nd-Fe-B磁体的剩磁、内禀矫顽力及最大磁能积呈现先升后降的趋势。在800°C下烧结所获得磁体的磁性能最佳。随后,对800°C烧结后具有最佳磁性能的磁体采用放电等离子烧结技术进行后续热变形处理。与初始吸氢-歧化-脱氢-再复合粉末和烧结态磁体相比,热变形磁体拥有更显著的各向异性和更好的磁性能。当热变形温度为800°C且压缩比为50%时,热变形磁体中的Nd2Fe14B晶粒呈扁平片状且不发生异常长大;磁体沿热压方向具有最佳的磁性能：Br、Hcj和（BH）max分别为1.16 T、449 k A/m和178 k J/m3。     

SPS制备各向异性微米晶SmCo_5烧结磁体的研究

采用放电等离子烧结技术制备了各向异性微米晶SmCo_5磁体,研究了磁体的烧结工艺及添加Fe纳米粉对磁体结构和磁性能的影响。研究发现,SmCo_5烧结磁体的最佳烧结温度为830℃,此时磁体的室温磁性能最佳:B_r=8.19 kGs,H_(cj)=10.6 kOe,(BH)_(max)=13 MGOe;而添加Fe纳米粉的烧结磁体,饱和磁化强度升高,但剩磁和矫顽力降低。XRD结果表明,未添加Fe纳米粉的烧结磁体具有单相CaCu_5结构,而添加Fe纳米粉的烧结磁体出现了2∶17相和Fe-Co软磁相。SEM及能谱分析发现,添加的Fe纳米粉扩散进入了1∶5相,形成Sm(Fe,Co)_5和Sm_2(Fe,Co)_(17))。     

锰及热处理参数对中碳低合金耐磨钢组织与性能的影响

研究了Mn和热处理工艺对中碳低合金耐磨铸钢组织和力学性能的影响。结果表明,实验钢的最佳奥氏体化温度为870℃,实验钢经不同温度淬火、低温回火后,钢的硬度变化并不显著,在46~54 HRC之间;w(Mn)1.5%时经870℃奥氏体化+等温淬火和200℃回火热处理,试验钢回火后的组织主要为回火马氏体,材料获得最佳的综合力学性能,是矿用挖掘机铲齿最好材质之一。     

Magnetic properties of Nd_2Fe_(14)B/α-Fe nanocomposite magnets with yttrium addition

The phase evolution and magnetic properties of Nd9?xYxFe72Ti2Zr2B15 (x = 0,0.5,1,and 2) melt-spun nanocomposite ribbons were studied.It is found that Y addition not only enhances the formability of amorphous phase in the alloy,but also stabilizes the amorphous phase during the annealing treatment.The appropriate content of Y addition effectively enhances the remanence (Jr) of the annealed sample.The residual amorphous intergranular phase in the annealed sample optimizes the squareness of the loop,resulting in an larger maximum energy product (BH)max.The best magnetic properties,Jr = 0.78 T,Hci (coercivity) = 923.4 kA/m,and (BH)max = 98.5 kJ/m3,were obtained from the Nd8YFe72Ti2Zr2B15 ribbon spun at Vs = 4 m/s and annealed at 700°C for 10 min,which is composed of Nd2Fe14B,α-Fe,and amorphous phase.     

SPS烧结WC-5%Co纳米复合粉硬质合金

采用喷雾干燥、流态化床化学转化法生产的WC-5%Co纳米复合粉为原料,研究了放电等离子体烧结(SPS)对超细硬质合金显微结构和性能的影响,同时对SPS烧结、低压烧结、真空烧结等三种工艺进行了比较。结果表明:采用SPS烧结可以在较低的温度下实现超细硬质合金的固相烧结,使合金快速致密化,当1170℃保温6min、压力为50MPa时合金可以获得最好的力学性能;其显微硬度HV30、抗弯强度、断裂韧性分别为1870、3230MPa、10.96MPa/m1/2。低压烧结可促进颗粒在液相中重排,硬质合金压坯经8MPa、1410℃、保温45min烧结,也可以获得比较好的力学性能;而传统真空烧结,合金孔隙度比较高,晶粒不均匀,性能较差。     

高矫顽力的低钕Nd9(FeCoZrAl)85B6纳米晶合金的制备

采用单辊快淬工艺制备了一种低钕含量Ｎｄ９（ＦｅＣｏＺｒＡｌ）８５Ｂ６纳米晶合金,研究了快淬工艺与热处理工艺对该合金纳米晶的形成及磁性的影响。结果表明快淬速度和热处理温度都明显地影响低钕含量Ｎｄ９（ＦｅＣｏＺｒＡｌ）８５Ｂ６纳米晶的形成及其磁性（内禀矫顽力ｊＨｃ,矫顽力ｂＨｃ,剩磁Ｂｒ和最大磁能积（ＢＨ）ｍ）。快淬速度２３ｍ／ｓ制备的非晶态合金,在６８５℃处理３０ｍｉｎ,可获得最佳的磁性,其粘结磁体的密度为６．０１ｇ／ｃｍ３时,Ｂｒ＝６５５ｍＴ,ｊＨｃ＝６３９．２ｋＡ／ｍ,ｂＨｃ＝３８１．６ｋＡ／ｍ,（ＢＨ）ｍ＝６５．６８ｋＪ／ｍ３。     

放电等离子烧结制备Fe75Zr3Si13B9磁性材料

采用机械合金化技术制备Fe75Zr3Si13B9非晶合金粉体,利用SPS放电等离子烧结技术在不同烧结温度下将非晶合金粉体制备成d20 mm×7 mm的块体非晶纳米晶合金。采用XRD和DSC分析了Fe75Zr3Si13B9非晶合金粉体的相组成、玻璃转变温度Tg、开始晶化温度Tx和晶化峰温度Tp。然后利用XRD、SEM、Gleeble3500、VSM分析不同烧结温度下块体的相转变、微观形貌、力学性能和磁性能。研究表明,在500 MPa的烧结压力下,随着烧结温度的升高,非晶相开始晶化形成非晶纳米晶双相结构,同时,样品的致密度、抗压强度、微观硬度、饱和磁化强度均显著提高。最后在500 MPa的烧结压力和863.15 K的烧结温度下,获得密度6.9325 g/cm3、抗压强度1140.28 MPa、饱和磁化强度1.28 T的非晶纳米晶磁性材料。