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。     

Nd(Fe,Mo)_(12)N_x磁粉的内禀磁性与永磁性能

本文在研究Nd(Fe,Mo)_(12)N_x的形成条件、结构特点和内禀磁性的基础上,制备了Nd(Fe,Mo)_(12)N_x型永磁体。采用常规球磨的方法,制成各向异性磁粉,矫顽力_iH_c可达501.7 kA/m(6.3 kOe)。研究了矫顽力与微粉颗粒度的关系。发现具有高矫顽力的微粉,对应为小于1μm的单晶颗粒。利用机械合金化工艺制成的磁粉,矫顽力_iH_c可达692.3 kA/m(8.7 kOe),并具有明显的钉扎特征。各向异性磁粉的最大磁能积为95.5 kJ/m~3(12.0 MGOe)。研究了上述两类磁粉矫顽力和剩余磁感应强度随温度的变化,并与Nd_2Fe_(14)B型磁体矫顽力的温度性能进行了对比。     

改进片铸与烧结技术制备高性能钕铁硼磁体的研究

通过优化合金成分设计与改进速凝片铸技术、烧结技术,应用国内通用的工业生产烧结钕铁硼磁体的各类原材料,在工业生产线上实现了45UH高性能烧结钕铁硼磁体的批量生产。SEM观察和XRD分析结果表明:磁体具有比较高的取向度;其显微组织致密、精细而均匀,平均晶粒尺寸约为5μm。45UH烧结钕铁硼磁体的典型磁性能为Br=1.363 T,Hcb=1060 kA.m-1,Hcj=2140 kA.m-1,Hk=1625 kA.m-1,(BH)max=366.0 kJ.m-3;其Hcj/79.6 kA.m-1+(BH)max/7.96 kJ.m-3=72.8。在295～453 K温度区间,其剩磁与内禀矫顽力的温度系数分别为-0.108%.K-1和-0.486%.K-1。当L/D=0.7时,在473 K保持2 h磁体开路磁通不可逆损失为4.1%左右。批量生产的45UH烧结钕铁硼磁体,其常温磁性能优异,温度稳定性良好。     

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。     

高居里温度Nd—Co—Fe—Ga—B永磁材料的研究

用粉末冶金法研制出高居里温度的Nd-Co-Fe-Ga-B永磁材料。Nd-Fe-B永磁材料居里温度从312℃提高到450～500℃;内禀矫顽力_iH_c可达716～955kA/m;最大磁能积(BH)max=223～262kJ/m~3。用穆斯堡尔效应等方法研究Nd_(16)Co_(16)Fe_(61-x)Ga_xB_7样品的结果表明:在x=2时,Ga原子主要占据j_2晶位;x>2时,除j_2外,K_2、j_1、K_1三个晶位均有一定的占据几率。X射线衍射实验证实,此合金在x=2处,四方相的点阵常数a值最大,而c值随x的增大(由1到7)呈线性增加。从磁测量结果发现,在x=2处,内禀矫顽力出现峰值。     

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.     

Sm_2(M_(.11)Co_(.09)Fe_(.80-x)Ni_x)_(17)合金的内禀磁硬度

在不同状态下测量了Sm_2(M_(.11)Co_(.09)Fe_(.80-x)Ni_x)_(17)合金(x=0.20,0.30,0.40,0.50,0.60,0.70;M_(.11)=Ti_(.03)Cu_(.08))的内禀矫顽力_iH_c。结果表明:同一成分的样品的_iH_c随热处理条件的变化改变不大;同一成分的块状和粉末粘结样品的_iH_c亦改变不大;_iH_c随x的变化在x=0.40,0.50处出现极大值,室温和低温_iH_c随成分变化规律是一样的。本文用弱磁性离子的二项式几率分布模型定性、定量地解释了上述现象,计算得到的矫顽力_iH_c与实验值符合较好。     

五种稀土钴磁体的热稳定性

系统测量了SmCo_5、Ce(Co,Cu,Fe)_5、Sm_(0.5)Ce_(0.5)(Co,Cu,Mn)_7、低矫顽力和高矫顽力的2-17型Sm-Co-Cu-Fe-Zr烧结体在150℃和250℃的长期稳定性及室温至250℃的可逆特性。两种2-17型磁体显示最好的可逆稳定性,但高矫顽力2-17磁体的时效性能比低矫顽力2-17磁体优越得多。Sm-Ce-Co-Cu-Mn磁体在150℃和250℃的长期稳定性是最好的,在B/H=-2.5时,这种磁体于250℃时效2100h后,其开路磁通仅降低1％,但是在高温,其开路剩磁可逆损失却是2-17磁体的两倍。Ce-Co-Cu-Fe磁体的热稳定性最差,高温下开路磁通可逆损失是2-17磁体的三倍,在150℃和250℃的长期时效过程中,磁通随时间的延长而不断减小。在250℃时效2100h后,低矫顽力2-17磁体的开路磁通损失虽是SmCo_5的五倍,但其内禀矫顽力没有改变,而SmCo_5却降低了3kOe,重新饱和磁化后这一降低仍然存在。     

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。     

磁粉粒度对烧结Sm(Co0.72Fe0.15Cu0.1Zr0.03)7.5的磁性能的影响

采用粉末冶金法制备烧结Sm(Co0.72Fe0.15Cu0.1Zr0.03)7.5,研究磁粉粒度对磁体磁性能的影响.结果表明,增加球磨时间将细化磁粉粒度,提高磁粉的比表面积,有利于降低磁体的烧结温度.球磨5,7,9,11 h的磁粉的最佳烧结温度分别为1225,1225,1215,1215 ℃.磁粉球磨9 h,烧结温度为1215 ℃条件下制备的磁体的综合磁性能最优剩磁Br=0.94 T,感应矫顽力Hcb=708.4 kA·m-1,最大磁能积(BH)max=171.9 kJ·m-3,内禀矫顽力Hci=2276.6 kA·m-1;温度稳定性良好,长径比为0.7的磁体经550 ℃老化2 h后的磁通不可逆损失低于5%,有望应用于550 ℃环境中.     

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.     

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。     

镨元素对(Nd,Pr)10.5(FeCoZr)83.5B6合金显微结构和磁性能的影响

研究了稀土元素Pr对快淬(Nd1-xPrx)10.5(FeCoZr)83.5B6(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)合金显微组织结构和粘结磁体磁性能的影响。通过部分过快淬获得由非晶和微晶共同组成的条屑,在实验优化的退火条件下晶化处理后,制备出最佳磁性能的系列粘结磁体。随Pr含量的增加,磁体的内禀矫顽力Hci单调上升,剩磁Br单调下降,(BH)m在x=0.6～0.8处达到最大值70.6kJ·m-3。Pr元素使合金非晶态的晶化转变温度和转化能降低,合金的显微组织结构变得较粗大和较不均匀,从而使快淬粘结磁体剩磁降低,但Pr2Fe14B化合物较高的磁晶各向异性场使磁体的内禀矫顽力提高。     

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。     

亚甲基蒽苯乙烯吡啶盐的合成、结构及双光子吸收性质

以氯化4-甲基-N-9-亚甲基蒽吡啶盐为原料,合成了一种新型的苯乙烯吡啶盐,通过红外、核磁共振氢谱、碳谱、电喷雾质谱、单晶X射线衍射等测试技术对化合物的结构进行了表征。单晶X射线衍射结果表明,该化合物属于单斜晶系,空间群为P21/c,晶胞参数a=1.255 7(1)nm,b=1.539(1)nm,c=2.220 2(8)nm,β=101.099(1)°,V=4.210 5(4)nm3,Z=4,Dc=1.159 g/cm3。用1 064 nm皮秒脉冲激光研究其三阶非线性光学特性,双光子吸收系数β=0.028 cm/GW,吸收截面为σ=8.68×10-48cm4.s.photon-1,表明目标化合物具有良好的三阶非线性光学性质。     

晶界扩散磁体性能及热场环境下磁畴演变规律的研究

采用Tb₄O₇作为扩散源对N50磁体进行晶界扩散处理,平行于取向的面扩散后磁体的H_cj增加了8.83 kOe,达到22.74 kOe,垂直于取向的面扩散后磁体的H_cj增加了8.86 kOe,达到22.77 kOe。通过对磁体的不同位置的H_cj进行分析,在距表层500～750μm处获得最大H_cj为26.77kOe。对磁体的Tb,Nd和O元素的分布进行分析,发现在表层有较高的O富集,进一步分析发现磁体中的O含量对磁体的微观结构,磁体性能和热稳定性产生了影响,得出控制磁体的O含量是取得晶界扩散良好效果的关键因素。     

一个新型分子铁磁体--氰根桥联的铜(Ⅱ)-铁(Ⅲ)配合物

合成和表征了一个新的分子磁体,氰根桥联的杂化型异金属配合物[Cu(en)]3[Fe(CN)6]2·3H2O(en为乙二胺).变温磁化率、零场冷却磁化强度(ZFCM)、场冷却磁化强度(FCM)和磁滞回线测量表明铜铁离子间存在着铁磁性相互作用,其铁磁相变温度为Tc=11.0K,矫顽力为20×10-4T,剩磁为1.70×10-1cm3·mol-1·T.该化合物为杂化型铜(Ⅱ)-铁(Ⅲ)普鲁士蓝类中具有铁磁相变温度的首例.     

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)。     

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。     

淬速和热处理对纳米双相Nd2Fe14B/α-Fe磁体的性能和微结构的影响

用熔体快淬法制备了高性能纳米双相耦合Nd2Fe14B/α-Fe磁体, 研究了快淬速率和热处理工艺对其磁性能和微结构的影响. 实验结果表明, 控制快淬速率在12 m*s-1时, 可直接得到显微组织均匀、α-Fe相粒子细小且均匀分布的纳米双相耦合Nd2Fe14B/α-Fe磁体. 低温退火处理后可消除由少量非晶相带来的成分不均匀性, 其最高磁性能为iHc=432.2 kA*m-1, Jr=1.08 T, (BH)max=115 kJ*m-3. 快淬速率提高, 非晶相体积分数增加, 在高温晶化热处理时软硬磁相析出不均匀, 个别α-Fe相粒子奇异长大, 尺寸达到100 nm左右, 这不利于软硬磁相间的交换耦合作用, 有损磁性能.