制备工艺对Pr2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料组织与磁性的影响

用XRD,TEM和VSM等方法研究了快淬法制备的Pr2Fe14B/α Fe纳米复合永磁薄带的显微结构与磁性。比较了直接快淬和非晶晶化两种制备工艺对合金薄带显微结构和磁性能的影响。通过对Pr8Dy1Fe74.5Co10Nb0.5B6合金薄带高压退火,获得了Br=1.11T,Hci=816.0kA·m-1和(BH)max=188.8kJ·m-3的高性能。     

添加镝的Nd-Fe-B纳米晶单相合金的微结构与磁性能研究

采用单辊快淬法制备了Nd12.3-xDyxFe79.7Zr0.8Nb0.8Cu0.4B6.0(x=0,0.5,1.5,2.5)合金纳米晶单相永磁薄带,研究了合金薄带晶化处理后,成分、组织结构与磁性能之间的关系.X射线衍射分析(XRD)表明,淬态合金主要由非晶相和Nd2Fe14B相组成,完全晶化后由Nd2Fe14B相和少量α-Fe组成.高分辨透射电镜(HRTEM)分析表明,经充分退火后,Nd2Fe14B晶体完整,晶粒间几乎没有边界相.随着Dy含量增加,晶粒尺寸细化,矫顽力大幅提高.x=0.5合金综合磁性能最佳,经过700℃晶化处理10min后,其磁性能为Jr=1.09 T,Hci=1048kA·m-1,(BH)max=169.5 kJ·m-3.     

复合添加合金元素对纳米双相Nd2Fe14B/α-Fe永磁体微观结构和磁性能的影响

采用正交实验法系统地研究了复合添加合金元素Ga ,Nb ,Zr,Hf和Pr对纳米双相Nd9-xPrxFe86 .5-y -z -m -nGayNbzZrmHfnB4 .5(x =0 ,2 2 5 ;y ,z ,m ,n =0 .5 ,1.0 )快淬带微观结构和磁性能的影响。结果表明 :复合添加合金元素可以大大地降低Nd2 Fe1 4B和α Fe相的晶粒尺寸 ,并促使快淬带在低辊速下非晶化 ;在退火后样品带中 ,没有发现晶粒的不均匀长大 ,但大量添加合金元素会导致晶粒形貌不够理想。另一方面 ,由于各元素间的交互作用 ,复合添加合金元素使磁性能的变化规律非常复杂。实验发现 ,当Nb的含量为 0 .5 %时 ,增加Pr和Ga的添加量并降低Zr和Hf的添加量可以明显地改善磁性能。成分为Nd2 .2 5Pr6 .75Fe84 .5Ga1 .5Nb0 .5B4 .5的合金 ,在 15m·s- 1 辊速下获得的最佳磁性能为Jr=1.0 5 3T ,iHc=5 3 0 .9kA·m- 1 ,(BH) max=12 4kJ·m- 3。     

La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3(y=0.2,0.8)复合氧化物混合导电性能研究

采用甘氨酸-硝酸盐（GNP）法制备了La0．6Sr0．4Co1-yFeyO3（y=0．2，0．8）g合氧化物，研究了材料的结构、电子-离子混合导电性能及其相关性。结果表明，La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（y=0．2，0．8）合成粉料的颗粒细小均匀（～100nm），陶瓷形成菱形六面体钙钛矿结构。与La0．6Sr0．4Co0．2Fe0．8O3（y=0．8）陶瓷相比，La0.6Sr0.4Co0．8Fe0．2O3（y=0．2）陶瓷的晶粒尺寸大、致密度较高。在La0.6Sr0.4Co0．8Fe0．2O3（y=0．2）陶瓷中观察到Co^3＋离子歧化对电子导电性能的影响。与La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3（y=0．8）陶瓷相比，La0.6Sr0.4Co0.8Fe0．2O3（y=0．2）陶瓷具有更优异的电子-离子混合导电性能，材料在混合导电性能上的差异与其电子结构和显微结构紧密相关。     

电子俘获材料Zn_4B_6O_(13)∶Dy~(3+)的热释光特性研究

通过高温固相扩散反应合成了稀土元素镝掺杂的 Zn4 - x B6 O1 3∶ x Dy3+ 磷光体 .测定了该化合物在高能6 0 Co伽玛射线辐照下的热释发光曲线和三维热释光谱 .三维热释光谱表明 ,位于大约 480 nm和 5 80 nm的发光谱带来自于 Dy3+ 离子的 f-f 跃迁 .基质中掺杂的 Dy3+ 离子浓度的变化能够改变陷阱的相对分布 ,随着Dy3+浓度的增加 ,发光峰温向高温方向移动 ,这可提高剂量器的热稳定性 .当辐照剂量增加时 ,发光峰温亦向高温方向移动 ,即陷阱加深 .确定了 Zn3.86 B6 O1 3∶ 0 .1 6Dy3+样品主峰的陷阱深度 E=0 .73 e V,频率因子S=2 .43× 1 0 9s- 1 .在 1～ 1 0 0 Gy治疗级范围内 ,Zn3.86 B6 O1 3∶ 0 .1 6Dy3+ 对 6 0 Co伽玛射线辐照的热释光剂量响应呈良好的线性关系 .实验结果表明 ,Zn3.86 B6 O1 3∶ 0 .1 6Dy3+是一个潜在的应用于临床医疗的伽玛射线电离辐射热释光剂量计材料 .     

热变形Pr-Fe-B-Cu永磁合金组织与性能研究

研究了铸造热压稀土Pr Fe B Cu系永磁合金的组织和性能。结果表明采用较大冷速的锭模可以获得细小的、取向好的柱状晶组织。采用固溶热处理可以去除软磁相α Fe ;进行热压变形可产生各向异性 ,获得 (0 0 6 )织构。高温时发生再结晶 ,可细化晶粒 ,获得尺寸小于 8μm的细小晶粒。由于产生各向异性并细化晶粒 ,因而大大提高磁性能。在形变温度为 10 73K ,形变量为 99% ,形变速度为 4 0× 10 - 3/s的工艺下 ,磁性能为 :Br=1.0 5T ,iHc=95 5kA·m- 1,(BH) max=2 0 7kJ·m- 3。铸造热压工艺简单 ,成本较低 ,因而显著提高了经济效益。     

纳米晶稀土永磁材料的制备和磁性

介绍了纳米晶稀土永磁材料的制备和磁性方面的有关研究工作, 主要内容有: 低钕快淬Fe3B基钕铁硼新型纳米晶复合稀土永磁材料的相结构与磁性, 快淬Pr2Fe14B/α-Fe型纳米复合稀土永磁材料的微结构与永磁性, 快淬Sm-Co基稀土永磁材料的织构与磁各向异性的关系, 以及纳米晶稀土永磁材料的矫顽力机制和模拟计算研究等.     

金属间化合物Y(Fe_(1-x)Co_x)_(11.3)Nb_(0.7)的磁性能机制研究

通过X射线衍射和磁性测量方法研究了金属间化合物Y(Fe1 -xCox) 1 1 .3 Nb0 .7(x =0 ,0 0 5 ,0 10 ,0 2 0 )的结构与磁性能。粉末样品的X射线衍射和热磁曲线测量表明 ,所有Y(Fe1 -xCox) 1 1 .3Nb0 .7(x =0 ,0 0 5 ,0 10 ,0 2 0 )化合物具有ThMn1 2 型结构 ,具有良好的单相性。Co替代Fe引起居里温度显著提高和晶格常数的单调减小 ,室温下的饱和磁化强度Ms 随Co含量的增加在x =0 1～ 0 2之间呈现极大值 ,各向异性场Ba 随x的增加 ,先增加而后减小     

添加铌对铜模吸铸Nd9Fe81-x-yTi4C2BxNby（x=11,13,15;y=0,4）合金铸态组织及其晶化行为的影响

采用铜模吸铸制备了厚度为0.8 mm,成分为Nd9Fe81-x-yTi4C2BxNby(x=11,13,15;y=0,4)的Nd2Fe14B/Fe3B型纳米复合永磁合金块体样品,研究了添加Nb对合金铸态组织及其晶化行为的影响,并测试了其磁性能。结果表明:在合金中添加4%(原子分数)Nb元素,不仅能抑制吸铸样品表面Nd2Fe23B3软磁性相、Nd1.1Fe4B4非磁性相和未知相的形成,导致Nd2Fe14B,Fe3B和α-Fe相的相对量增加,而且促使样品内部在非晶基体上形成了少量的Nd2Fe14B和α-Fe,Fe3B纳米晶。添加了Nb的合金吸铸样品表现出一定的硬磁性,其中Nd9Fe66Ti4C2B15Nb4吸铸样品具有最高的矫顽力(Hci=116.66 k A·m-1);添加4%(原子分数)Nb使得合金在晶化过程中由原来的异相同温一步晶化转变为两步晶化,且初始晶化温度Tx均明显降低,两个放热峰的ΔTpx均增大。     

Nd10.1Fe(83.7-x-y)CoxZryB6.2永磁材料结构和磁性能的研究

采用熔体快淬及晶化热处理工艺制备Nd10.1Fe(83.7-x-y)CoxZryB6.2纳米晶永磁材料. 在快淬速度为18 m·s-1时, 经710 ℃/4 min晶化处理后, Nd10.1Fe76Co5Zr2.7B6.2粘结磁体出现最佳磁性能, 分别为Br=0.67 T, JHc=754 kA·m-1, (BH)max=75.1 kJ·m-3. 粘结磁体的磁性能对于快淬速度非常敏感. 随着合金元素的添加, 出现最佳磁性能的快淬速度逐渐减少. 为了得到最佳磁性能, 除了选择合适的快淬速度外, 添加合适的合金元素变得非常重要.添加Zr元素抑制了亚稳相的析出以及细化了晶粒尺寸.比较不加Zr元素的Nd10.1Fe78.7Co5B6.2, 添加Zr元素晶化温度增加了9 ℃, 表明Zr元素也增加了快淬薄带的热稳定性.     

La0.8-xPrxMg0.2Ni3.2Co0.4Al0.2(x=0～0.4)储氢合金的相结构与电化学性能

研究了Pr替代La对La0．8-xPrxMg0．2Ni3．2Co0．4Al0．2（X=0～0．4）储氢合金相结构与电化学性能的影响。XRD及Rietveld全谱拟合方法分析表明，合金主要由PrsCo-9，Ce5Co-9及CaCu5型物相组成。随着Pr含量x值的增加，合金中A5B19型物相（Pr5Co19＋Ce5Co19）逐渐增多，同时各物相的晶胞参数（a，c）和晶胞体积（y）均减小。电化学测试表明，x值的增加对合金电极的活化性能影响不大，但可显著提高合金电极的循环稳定性。合金的高倍率放电性能（HRD）随着x的增加呈增加趋势，在x=0．3时存在最大值（HRD900=89．6％）；合金电极的HRD主要由合金电极表面的电荷迁移速率所控制。     

添加铝对纳米合金Nd10.5Fe78-xCo5ZrxB6.5（x=0～5）的微观结构与磁性能的影响

研究了Zr元素对Nd10.5Fe78-xCo5ZrxB6.5(x=0，2，4，5)纳米晶双相永磁材料的磁性能与结构的影响。结果表明：适量地添加2％的Zr可以显著增强合金的内禀矫顽力，而且可以有效抑制α—Fe和Nd2Fe14B晶粒的长大，细化晶粒，改善结构。在Nd10.5Fe76Co5Zr2B6.5(x=2)合金中可以获得分布更加均匀、晶粒尺寸约为20nm的微观结构。     

La0.6Pr0.05Fe11.5-xCoxSi1.5合金的磁性和磁热效应

使用电弧炉熔炼法制备La0.6Pr0.05Fe11.5-xCoxSi1.5(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5和0.6)系列合金.XRD分析与SEM成分分析表明该系列合金中除含有少量富镧相(P4/nmm)和α-Fe相外.均由NaZh13型立方结构单相组成.品格常数随着Co含量的增加基本保持不变.磁性测量表明该系列合金的Tc随着Co含母的增加旱线性增加,当x=0.6时,Tc达264 K.合金的升、降温磁化曲线随着Co含量的增加逐渐重合,即表明该系列合金的热滞随着Co含量的增加而减小;利用Maxwell方程计算得出在x=0时,合金在△B=1.5 T的外磁场下-△Sm达到38.4 J·kg-1·K-1.这种磁熵变来源于外磁场引起的一级相变,随着Co含量的增加-△Sm线性减小,这是由于Co含量的增加使合金的磁相变出现由一级相变向二级相变转变.     

铌和锆对(Nd,Pr)2Fe14B/α-Fe快淬合金晶化和磁性能的影响

研究了Nb和Zr添加对快淬纳米双相(Nd,Pr)2Fe14B/α-Fe合金晶化行为和磁性能的影响. 结果表明 (Nd0.4Pr0.6)8.5Fe85.5B6合金非晶晶化时, 在α-Fe相初始晶化后, 出现了(Nd,Pr)3Fe62B14亚稳相, 最终亚稳相分解形成(Nd,Pr)2Fe14B和α-Fe两相组织; (Nd0.4Pr0.6)8.5Fe84.5Nb0.5Zr0.5B6非晶晶化时, 同时析出α-Fe相和(Nd,Pr)2Fe14B相. 这说明添加Nb和Zr可避免亚稳相的形成并细化晶粒, 最大磁能积(BH)max从复合添加前的107.5上升到143.6 kJ·m-3. 而且, Nb和Zr原子在非晶晶化过程中可以部分取代Nd和Pr的晶位, 使稀土原子可以参与形成更多的硬磁相, 进一步提高了内禀矫顽力iHc. 合金(Nd0.4Pr0.6)8.5Fe84.5Zr0.5Nb0.5 B6经690 ℃退火10 min后磁性能最优, Br=1.10 T, iHc=534.2 kA·m-1, (BH)max=143.6 kJ·m-3.     

La0．8Sr0．2Mn1-xCoxO3（x=0，0．3，0．5，1）的磁性转变

采用柠檬酸络合法制备B位掺杂的纳米钙钛矿复合氧化物La0．8Sr0．2Mn1-xCoxO3（x=0，0．3，0．5，1．0）。应用X射线衍射法（XRD）进行结构的测定与分析，并结合扫描电镜（SEM）和热磁曲线（M-T曲线）的实验结果，研究这4种样品的结构和磁性之间的关系。X射线衍射实验分析表明4个样品均属六方晶系，M-T曲线得出的1／χ-T曲线表明：La0．8Sr0．2MnO3是铁磁性，La0.8Sr0．2Mn0．7Co0．3O3和La0．8Sr0．2Mn0.5Co0．5O3是亚铁磁性，而La0．8Sr0．2CoO3是反铁磁性的。利用电镜观察到前3种样品均为颗粒状，颗粒之间首尾相接形成链状结构，并进一步由链状结构支起一个个的空间网状结构，最后一种样品为较为分散的颗粒。     

La_(0.7)Pr_(0.15)Nd_(0.05)Mg_(0.3)Ni_(3.3-x)Co_(0.2)Al_(0.1)(Co_(0.75)Mn_(0.25))_x(x=0.0,0.2,0.4,0.6)的电化学性能研究

在Ar气保护下用悬浮熔炼制备La0.7Pr0.15Nd0.05Mg0.3N i3.3-xCo0.2A l0.1(Co0.75Mn0.25)x(x=0.0,0.2,0.4,0.6)合金,系统研究了Co和Mn对合金储氢性能和电化学性能的影响。XRD相分析表明,合金相主要由(La,Pr)(N i,Co)5,LaMg2N i9,(La,Nd)2N i7和LaN i3相组成;添加Co和Mn后合金中(La,Pr)(N i,Co)5,(La,Nd)2N i7和LaN i3相晶胞体积增加,LaMg2N i9相晶胞体积变小。合金放氢PCT曲线测试表明,随着合金中Co和Mn含量的增加,合金吸氢量先减小后增加,放氢平台压下降,合金氢化物稳定性增加。合金电极电化学性能测试表明,添加Co和Mn使合金电极放电容量减小,容量保持率S100从53.2%(x=0.0)增加到63.0%(x=0.6),合金电极的电循环稳定性增强,高倍率放电性能HRD1500先增加后减小。此外,合金电极的极化电阻先减小后增加,交换电流密度、循环伏安特性阳极峰电流密度和极限电流密度先增加后减小,合金内氢原子扩散系数先增加后减小,表明添加适量的Co和Mn可以提高合金电...     

Co含量对Pr10Fe74-xCo10+xC4B4 (x=0,2,4,6,8) 快淬条带的磁性能的影响

用快淬方法制备了Pr10Fe74-xCo10+xC4B4 (x=0,2,4,6,8) 条带,研究了成分和工艺对条带磁性能的影响.实验发现,当x=2,带速是20 m·s-1时,条带的磁性能最佳,其剩磁Jr=0.94 T,矫顽力μ0 iHc=0.96 T,最大磁能积 (BH)max=127.32 kJ·m-3.通过Henkel-plot分析,发现x=2,带速为20 m·s-1的样品中的晶间交换作用最强,因而能获得最佳的磁性能.     

稀土电解质Ce0.9M0.1O2-δ(M=Pr,Nd,Sm,Gd,Dy)的制备与性能

用溶胶-凝胶法制备中温电解质材料Ce0．9M0.1O2-δ,(M=Pr，Nd，Sm，Gd，Dy)系列样品。X射线衍射分析表明，样品为单相立方萤石结构，晶胞体积随着M原子序数的增加而减小。高温阻抗测量表明样品Ce0．9M0.1O2-δ电导率最高。Ce0．9M0.1O2-δ系列样品随着M原子序数的增加热膨胀系数减小。     

四元Mg0.9Ti0.1Ni0.9X0.1(X=Mn,Zn,Co,Fe)系列合金的制备及性能研究

用机械合金化法合成了Mg0·9Ti0·1Ni0·9X0·1(X=Mn,Zn,Co,Fe)系列合金.X射线衍射(XRD)结构分析表明,用X部分替代Ni后,促进了Mg0·9Ti0·1Ni合金的非晶化过程.用Co和Fe部分替代Ni提高了合金的放电容量,但却降低了合金的循环稳定性.用Zn和Mn部分替代Ni提高了合金电极的循环寿命,尤其是Mg0·9Ti0·1Ni0·9Zn0·1合金电极经10个充放电循环后,其放电容量仍可达到313·8mA·h/g.对添加Co后的合金进行p-c-T测试发现,Mg0·9Ti0·1Ni0·9Co0·1合金的吸放氢容量明显比Mg0·9Ti0·1Ni合金高,这与电化学所测到的结果一致.     

添加元素对AB2型Laves相合金电化学性能的影响

比较系统地研究了AB2型Laves相合金Zr0.9Ti0.1Ni0.1Mn0.7V0.3M0．1(M=None，Ni．Mn．V．Co．Cr．Al．Fe，Mo．Si．C．Zn，Cu和B)的相结构和电化学性能以及高温和低温放电性能等．结果表明．14种合金均具有六方C14型Laves相的主相晶体结构．同时，含有少量立方Cl5型Laves相和一些由Zr9Ni11及ZrNi组成的非Laves相；添加V和Mn可提高AB2合金的放电容量；添加B和Mn则显著提高了AB2合金的高倍率放电性能和低温放电容量；添加Al，C．Si和Co对合金电极的循环稳定性改善明显；而Mn．Ni．V．Fe．Cu．Mo和B等却不同程度地降低了循环稳定性；添加Si．Mo，V，Cr和Al可明显改善合金电极的自放电性能；添加Si．Cr．V可显著改善AB2合金电极的高温放电性能．讨论了各种添加元素影响合金性能的可能原因．