铸造Pr—Fe—B永磁合金及其微观结构

采用铸造法制备稀土永磁体的关键在于找到合适的合金系以使铸造组织具有高矫顽力。最近,日本的Shimoda等人发现典型成分为Pr_(17)Fe_(76.5)B_5Cu_(1.5)的Pr-Fe-B合金经铸造/退火后,_iH_C,达7.4kOe.经热压/退火后磁体具有优异的永磁性能:B_r=12.5kGs,_iH_C=10.0kOe,(BH)_m=36.2MGOe,为系统认识该新型铸造永磁合金,本文对Pr-Fe-B永磁合金进行了铸造,退火实验研究和微观结构分析。     

粉体特性对Sm(Co,Fe,Cu,Zr)_(6.9)高温永磁合金磁性能的影响

分别采用球磨和气流磨工艺制备了Sm(Co,Fe,Cu,Zr)6.9合金粉体。研究了粉体的形状和粒径对烧结磁体磁性能的影响规律。与球磨工艺相比,气流磨制备的粉体颗粒外形更规则。在平均粒径相同的情况下,采用气流磨粉体烧结时效后的永磁合金样品取向度更高,室温剩余磁化强度Mr、最大磁能积(BH)max和500℃条件下的Mr,iHc,(BH)max均优于采用球磨粉体经相同工艺制得的样品。外形规则的气流磨粉体制得的合金样品在室温和500℃条件下的磁性能均随粉体粒径减小呈先升高后降低的趋势,室温下6.8μm气流磨粉体烧结时效样品的磁性能达到最优,为Mr=8092 Gs,iHc=18.3 kOe,(BH)max=123 kJ.m-3;该样品在500℃条件下的磁性能仍达到Mr=5177 Gs,iHc=9.0 kOe,(BH)max=39 kJ.m-3。     

新型钐钴永磁的高温性能和微观结构

研究了在高温下(>400 ℃)具有高矫顽力的新型Sm(CobalFe0.2Cu0.09Zr0.0256)7永磁合金,该合金在673 K时矫顽力仍为575 kA*m-1;矫顽力温度系数为-0.126 %*℃-1,比传统的2∶17型Sm-Co合金要低.透射电镜研究表明,合金胞状组织结构的平均尺寸大约为83 nm.     

工业生产N46与N45H烧结NdFeB永磁体的结构和性能

通过优化合金成分设计和改进合金铸锭技术、合金粉末制备技术、磁场取向成型技术以及烧结技术,应用全部国产设备与国内通用的工业生产烧结NdFeB永磁的原材料,避免使用镓(Ga)等稀有贵重金属元素,实现了N46与N45H等高性能烧结NdFeB磁体的工业化生产.N46烧结NdFeB磁体的典型磁性能为Br=1.392T(13.92kGs),BH.=1004kA@m-1(12.62kOe),JH.=1085kA@m-1(13.64kOe),Hk=1008kA@m-1(1267kOe),(BH)max=366kJ@m-3(45.9MGOe).N45H烧结NdFeB磁体的典型磁性能为Bx＝1.386T(13.86kGs),BH.=1059kA@m-1(13.32kOe),JHc=1418kA@m-1(17.83kOe),Hk=1357kA@m-1(17.06kOe),(BH)max=364kJ@m-3(45.8MG0e).SEM观察和XRD分析结果表明,生产的高性能产品具有良好的取向度和晶粒细小而均匀的显微组织.     

不同的烧结工艺对Sm-Co2:17型高温磁体性能的影响

采用中频感应熔炼法制备了Sm(Co0.79Fe0.09Cu0.085Zr0.032)7.95合金,采用传统烧结工艺,在1200～1240℃烧结1 h,1165～1190℃固溶处理3 h,快速风冷淬火后在840℃保温12 h,以0.4℃.min-1的冷速冷却至420℃,保温10 h,最后随炉冷却。磁体经过加工后,采用不同的磁性测试手段对磁体进行测试。结果表明,磁体的剩磁随烧结温度的升高而增大,矫顽力最好的工艺为1230℃烧结1 h,然后在1180℃固溶3 h。将此工艺制备的磁体采用中国计量科学院NIM-500C超高温永磁测量仪测试,磁体在773 K时的最大磁能积为10.94 MGOe,高于已经报道的同Z值的2∶17型永磁体。磁体的磁滞回线通过振动样品磁强计(VSM)测得,室温下Br=10.5 kGs,Hcj=30.21 kOe,(BH)max=25.60MGOe;773 K时磁体Br=7.45 kGs,Hcj=6.02 kOe,(BH)max=9.85 MGOe。剩磁温度系数α=-0.0624%.℃-1,矫顽力温度系数β=-0.169%.℃-1。     

不同的烧结工艺对Sm-Co2∶17型高温磁体性能的影响

采用中频感应熔炼法制备了Sm( Co0.79 Fe0.09 Cuo.085 Zr0.032) 7.95合金,采用传统烧结工艺,在1200 ～1240℃烧结1h,1165 ～1190℃固溶处理3h,快速风冷淬火后在840 ℃保温12h,以0.4 ·min-1的冷速冷却至420℃,保温10h,最后随炉冷却.磁体经过加工后,采用不同的磁性测试手段对磁体进行测试.结果表明,磁体的剩磁随烧结温度的升高而增大,矫顽力最好的工艺为1230℃烧结1h,然后在1180℃固溶3h.将此工艺制备的磁体采用中国计量科学院NIM-500C超高温永磁测量仪测试,磁体在773 K时的最大磁能积为10.94 MGOe,高于已经报道的同Z值的2∶17型永磁体.磁体的磁滞回线通过振动样品磁强计( VSM)测得,室温下Br=10.5 kGs,Hcj=30.21 kOe,(BH)max=25.60MGOe; 773 K时磁体Br=7.45 kGs,Hcj=6.02 kOe,(BH) max=9.85 MGOe.剩磁温度系数α=-0.0624％·℃-1,矫顽力温度系数β=-0.169％·℃-1.     

晶界扩散铈磁体的组织结构与磁性能

采用涂覆重稀土氢化物为扩散源,制备晶界扩散铈磁体,研究了磁性能和组织结构特点,并对其温度稳定性进行了分析评价。晶界扩散铈磁体的矫顽力从12.07 kOe提高至18.49 kOe,矫顽力和剩磁温度系数分别优化到-0.502%·℃~(-1)和-0.184%·℃~(-1)。采用EPMA和WDS成分分析表明,在磁体表层附近,大量Tb元素扩散到主相晶粒内部;扩散深度大于60μm时, Tb元素主要分布在晶界,并且在主相晶粒边缘形成(RE,Tb)_2Fe_(14)B壳层。由于Tb_2Fe_(14)B相和Ce_2Fe_(14)B相的各向异性场均具有较好的温度稳定性,因此,晶界扩散铈磁体可以获得与烧结钕铁硼磁体相当的矫顽力温度系数。     

非晶态(Fe_(1-X)Y_X)_(84)B_(16)的磁性及热处理对其磁性的影响

研究了非晶态(Fe_(1-x)Y_x)_(84)B_(16)合金的磁性及热处理对其磁性的影响。结果表明,(Fe_(1-x)Y_x)_(84)B_(16)合金不同于Fe-Y合金,几乎不存在磁矩分布的散磁结构。其交换涨落参数(δ)介于0.3～0.5之间。当样品晶化后,对x>0.1的样品出现四方相Y_2Fe_(14)B,使原耒的软磁性硬化,当x=0.25时,室温矫顽力可达4.6kOe。     

热压工艺对Pr－Fe－B永磁合金性能的影响

研究了热压工艺对Ｐｒ－Ｆｅ－Ｂ永磁合金性能的影响，结果表明，热压温度、热压形变量和形变速率对磁性能有较大的影响，当热压温度为８００℃，形变量为７５％时，获得的最佳磁性能为Ｂ＿ｒ＝１．０４Ｔ，＿ｉＨ＿ｃ＝１０１６ｋＡ／ｍ，（ＢＨ）＿（ｍａｘ）＝２０１ｋＪ／ｍ￣３。     

双相纳米晶永磁体的研究

Nd8 .5Fe75Co5Cu1 Nb1 Zr3B6 .5合金熔体经 18m·s- 1 快淬 ,在 670℃ / 4min退火处理后 ,制备成的粘结磁体的最佳磁性能为 :Br=0 .68T(6 8kGs) ,JHc=62 0 .3kA·m- 1 (7 8kOe) ,(BH) max=74kJ·m- 3(9 3 3MGOe)。在低Nd合金中复合添加Zr和Cu ,提高了内禀矫顽力 ,改善了磁滞回线的矩形度 ,从而提高了最大磁能积。     

双主相(Nd,Dy)-Fe-B磁体矫顽力再提高机制的探究

研究了双主相(Nd, Dy)-Fe-B烧结磁体晶界扩散TbF_3的热处理工艺、微观结构及矫顽力再提升的技术机制。晶界扩散最佳的一级、二级热处理温度为900, 490℃。经过扩散工艺的综合优化磁体的矫顽力由20.00 kOe增加到29.49 kOe。利用电子探针微区分析仪(EPMA)对其元素分布进行分析,F扩散进入磁体表层,而Tb扩散进入磁体的几何中心;Tb更容易替代磁性相中的Nd元素而不是Dy; Tb在主相晶粒间的晶界相中不存在浓度梯度,说明主相晶粒之间的类似毛细吸力也是Tb扩散的驱动力之一。X射线衍射分析表明,扩散后磁体的取向度略微降低。综合来看晶界扩散明显改善了磁体的温度稳定性,在20～150℃之间,扩散工艺使磁体剩磁温度系数α由-0.107%·℃~(-1)提升到-0.093%·℃~(-1),矫顽力温度系数β由-0.539%·℃~(-1)增加到-0.483%·℃~(-1)。     

稀土—铁—氮化合物Sm2（FeM）17Ny永磁材料的稳定性

最近,Coey J.M.D.和Sun Hong等发现了一种具有优异内禀磁特性的化合物Sm_2Fe_(17)Ny,其H_A=14 T Tc=475℃,μ_oM_s=1.54 T。用机械合金化法制得了内禀矫顽力_iH_c=23.5 kA/cm(30kOe)的各向同性磁体,该磁体具有较好的温度特性,例如,在200℃时,其_iH_c=8.8 kA/cm(11.0kOe)。该化合物有一个致命的弱点,就是在650℃附近完全分解为SmN和α-Fe的混合物。因而限制了用烧结法和热形变法制备各向异性磁体     

钐钴永磁合金吸放氢特性及应用研究进展

钐钴永磁合金因卓越的磁性能、优异的高温性能和耐蚀性得到了广泛应用。随着在航空航天,风力发电等行业对高性能钐钴永磁合金需求加强,开发高性能钐钴永磁合金一直是本领域的研究热点。采用吸氢破碎制备单晶磁粉为制备高性能钐钴永磁合金的发展提供了新思路,同时,为了满足氢气服役环境对钐钴永磁合金高温耐氢能力的要求,开发强耐氢钐钴永磁合金的需求日趋迫切,因此需加强钐钴永磁材料吸放氢动力学与热力学机制的认识与了解,以指导研究钐钴合金吸氢破碎和强耐氢合金。本文首先介绍了合金吸放氢动力学与热力学研究中常用的检测与分析方法,然后综述了SmCo₅, Sm₂Co₇和Sm₂Co₁₇合金吸放氢过程中的结构变化和动力学与热力学研究进展,接着对近年来钐钴永磁材料吸氢破碎应用的研究成果进行了总结与讨论,最后对开发易氢破和强耐氢钐钴永磁合金作了展望。     

热处理对化学沉积Ni-Fe-P合金性能的影响

采用DSC和XRD研究了化学镀Ni-Fe-P合金的晶化行为和结构.结果表明,镀态合金呈非晶结构, 367.6 ℃下热处理出现亚稳态Ni5P2(P3)和Fe-Ni(Im3m), 499.2 ℃下热处理进一步晶化为稳定的Ni3P(I-4)和FeNi3(Pm3m).采用磁性能实验和在w=3.5％氯化钠溶液浸泡实验以及阳极极化实验研究了热处理对镀层磁性能和耐腐蚀性的影响.结果表明,该镀层在镀态时几乎没有磁性,随着退火温度的升高,磁性能不断提高. 400 ℃以后,镀层的饱和磁化强度和矫顽力随着退火温度升高而急剧上升.浸泡实验和阳极极化实验结果均表明镀态镀层比经热处理后的镀层在w=3.5％氯化钠溶液中具有更好的耐腐蚀性,但是它们的阳极极化行为不同.     

Nd—Fe—Co—B—M（M=Dy,Al,Si）永磁合金的热稳定性

研究了用还原扩散合金粉末制备的(Nd_(1-x)Dy_x)_(16)(Fe_(1-y-z)Al_ySi_z)_(74)Co_4B_6烧结磁体的磁性和热磁特性。发现在固定Dy含量时,Al比Si显著地提高了内禀矫顽力(_iH_c)。同时添加Al和Si可以改善磁体的磁性和热稳定性。当x=0.15,y=0.0085、z=0.0145时,经500℃回火获得了最大(_iH_c)。磁体在200℃下放置0.5h(Bd/Hd=-3.2),开路剩磁不可逆损失小于5％。在180℃下1000h时效后,开路剩磁不可逆损失小于3％。磁体性能为:B_r=1.09T,_bH_c=827.6kA/m,_iH_c=1973.5kA/m,(BH)_(max)=221.2kJ/m~3。     

La0.65-xPrxNd0.12Mg0.23Ni3.4Al0.1(x=0.0～0.2)储氢合金电化学性能研究

为了解Pr取代La对La-Mg-Ni系(AB3.5型)储氖合金性能的影响,研究了La0.65-xPrxNd0.12Mg0.23Ni3.4Al0.1(x=0.0～0.2)储氢合金电化学性能,重点考察了其电化学动力学特性.试验表明,Pr取代La使合金的储氢容量有所降低,但循环稳定性没有明显的变化.Pr取代La对合金的电化学动力学性能产生了明显的影响,随Pr的添加,合金电极在放电电流密度为1800 mA·g-1的高倍率放电能力(HRD)从26.0%(x=0.0)显著地增加到60.0%(x=0.1),然后缓慢减小到55.8%(x=0.2).电化学阻抗谱、线性极化曲线、阳极极化曲线及氢扩散系数测量结果均表明,合金中添加Pr改善了合金电极的电化学动力学特性.     

A位取代对(Ca0.61Nd0.26)TiO3陶瓷烧结特性和介电性能的影响

采用常规固相反应法,以(Ca0.61Nd0.26)TiO3体系为基体成分,研究了A位取代对(Ca0.61Nd0.26)TiO3陶瓷的烧结特性和介电性能的影响规律。结果表明:Zn,Mg的A位取代,促使(Ca0.61Nd0.26)TiO3陶瓷烧结温度从1350℃降至1250℃。Zn,Mg在一定范围内A位取代(Ca0.61Nd0.26)TiO3中的Ca可形成钙钛矿结构的固溶体,Zn、Mg最大固溶度(x(Zn),y(Mg))分别不超过0.1和0.15mol。当取代量超过固溶度后,分别形成Ca2Zn4Ti15O36和MgTi2O5第二相。随Zn和Mg取代量的增加,陶瓷介电常数(εr)和谐振频率温度系数(τf)减小。陶瓷品质因数(Qf)值随Zn取代量先增后减,而随Mg取代量增加,其Qf值一直增大。Zn,Mg最佳取代分别为x(Zn)=0.15和y(Mg)=0.25,在1250℃烧结2h,[(Ca0.85Zn0.15)0.61Nd0.26]TiO3的介电性能:εr=93.60,Qf=12454GHz,τf= 150.3ppm·℃-1,[(Ca0.75Mg0.25)0.61Nd0.26]TiO3的介电性能:εr=72.48,Qf=14622GHz,τf= 108ppm·℃-1。     

Gd0．6DY0．4Co2-xAlx系合金磁热性能的研究

用量子磁强仪对Cd0.6Dy0.4Co2-xAlx(x=0,0.1)系合金的居里温度、磁相变、磁熵变等磁性质进行了研究.结果表明:该系合金居里温度随着X量的引入而增加;热处理后,X=0,0.1合金由双相晶体结构基本变为单相晶体结构,磁熵变比铸态合金分别提高53.2%和33.1%,居里温度基本不变.铝元素的加入并没有改变合金的相变类型,合金仍保持二级相变.     

石墨炉原子吸收光谱法直接测定铁镍基高温合金中的锡

建立石墨炉原子吸收光谱法直接测定铁镍基高温合金中的锡元素。通过研究基体效应、溶样酸、基体改进剂、灰化温度、原子化温度以及不同激发光源类型,确定最佳测定方案:用2 m L盐酸和0.4 m L硝酸溶解合金样品,灰化温度为1 200℃,原子化温度为2 200℃,选用0.003 mg Pd(NO_3)_2和0.03 mg NH_4H_2PO_4作为基体改进剂。在空心阴极灯(HCL)和无极放电灯(EDL)两光源条件下,标准工作曲线的线性相关系数均大于0.999,分别对GBW 01632和GBW 01634的测定结果与认可值进行t检验(α=0.05),均无显著性差异,短期稳定性好(RSD5.0%,n=8),锡的检出限分别为0.82μg/L(HCL)和0.75μg/L(EDL)。该方法无需萃取或其它复杂的前处理过程,测定结果准确、可靠,可实现铁镍基合金样品中锡的直接测定。     

预热燃烧模式下半焦NO排放和燃尽特性实验研究

为探究更高预热温度下(1000℃)半焦预热燃烧工艺的降氮潜力,在两段电炉串联组成的沉降炉系统上考察了预热温度(600-1400℃)、燃烧温度(1200-1400℃)和过量空气系数(α=0.6-1.4)对半焦燃烧NO释放和燃尽的影响。结果表明,进一步提高预热温度(1000℃)能够同时降低NO排放和提高燃尽率,并且富燃料工况下,预热温度升高带来的NO降低幅度比贫燃料工况下降低幅度大,预热温度从800℃升高至1400℃时,NO降幅最大可达74%(α=0.6),明显高于贫燃料条件下NO降幅20.6%(α=1.4)。但是,富燃料工况下,预热温度升高带来的飞灰含碳量降幅比贫燃料工况下降低幅度小,贫燃料条件下飞灰含碳量最大降幅为26.8%(α=1.4),高于富燃料条件下降幅15.95%(α=0.6)。对于燃烧温度对半焦燃烧NO释放的影响,发现存在一临界过量空气系数α=1,当过量空气系数高于该临界值时,随燃烧温度提高,NO排放量增加,当过量空气系数低于该临界值时,随燃烧温度的提高,NO排放量减小。