铜模吸铸Nd9Fe83-xTi4C4Bx（x=1015）合金组织演化和磁性能的研究

采用铜模吸铸及随后的退火处理制备了厚度为0.8 mm,成分为Nd9Fe83-xTi4C4Bx(x=10~15)的Nd2Fe14B/Fe3B型纳米复相磁体,对其组织演变和磁性能进行了研究。结果表明:在铸态合金中,x=10的合金微观组织主要由Nd2Fe14B,Fe3B,α-Fe和TiC相构成。而x=11~15的合金中除含上述各相外,还出现了Nd2Fe23B3相、未知相和非晶相,且随着B含量的增加,它们在合金中的相对含量有不同程度的增加;退火过程中,随着合金中亚稳相和非晶相的转化,Nd2Fe14B,Fe3B和α-Fe相对含量增加,但不同B含量合金的相结构变化差异明显,导致退火后磁体具有不同的磁性能。其中,x=12的合金在680℃退火5 min后获得了最佳磁性能:Br=0.63 T,iHc=98.12 kA·m-1,(BH)max=22.79 kJ·m-3。     

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.     

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.     

Nd60Fe20Al8Co10B2大块非晶合金晶化过程中的结构及磁性能变化

利用吸铸的方法制备了Nd60Fe20Al8Co10B2大块非晶合金。采用示差扫描量热法(DSC)，X射线衍射(XRD)，扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)研究了Nd60Fe20Al8Co10B2大块非晶合金在晶化过程中的微观结构及磁性能的变化情况。Nd60Fe20Al8Co10B2大块非晶合金在低于723K退火时，富Nd相和富Fe相的析出对于合金的矫顽力影响不大。但是，富Fe相的长大使合金的饱和磁化强度和剩磁下降明显。合金完全晶化后，硬磁性迅速消失。     

Nd-(Fe,Co,Zr)-B纳米复合磁体的研究

利用XRD,TEM和DTA研究了不同淬火辊速度、晶化处理温度与时间对α-Fe／Nd2Fe14B型Nd10.5Fe78.8-xCo5.0ZrxB5.7纳米晶复合磁体结构和磁性能的影响规律。冷却辊速为25m·s^-1的Nd10.5Fe78.8-xCo5.0ZrxB5.7快淬态条屑具有纳米晶复合磁体结构,不经晶化处理就可获得较好的永磁性能。研究了Zr的添加和晶粒尺寸对性能的影响规律。添加0．5％（原子分数）Zr的合金进行700℃×10min的晶化处理后可获得较好的永磁性能。分析了微观结构和性能变化的机制。     

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。     

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。     

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.     

声化学-SPS制备Nd2Fe14B/α-Fe双相复合磁体的结构与性能

利用超声波分解Fe(CO)5,分解产物通过非均相沉淀获得Nd2Fe14B/Fe双相复合磁粉,采用放电等离子烧结技术(Spark Plasma Sintering,SPS)制备出致密的Nd2Fe14B/α-Fe双相复合磁体.研究发现,伴随着软磁相Fe名义含量的增加,硬磁相Nd2Fe14B颗粒表面包覆的纳米Fe颗粒明显增加,包覆更加均匀,双相复合磁体的最大磁能积(BH)m和剩磁Br逐渐增大,在Fe名义含量为15%时获得最佳磁性能:(BH)m=128.2 kJ·m-3(16.1 MGOe),Br=0.92 Hcj=607.35 kA·-1.当Fe名义含量超过15%时,纳米Fe在Nd2Fe14B颗粒表面团聚现象加剧,致使磁能积和剩磁下降.     

α-Fe/Nd2Fe14B复合纳米晶的界面研究

采用正电子寿命谱和双探头Doppler展宽测量在原子尺度上研究了α-Fe/Nd2Fe14B复合纳米晶的界面结构.正电子寿命研究表明, α-Fe/Nd2Fe14B复合纳米晶存在两类界面.一类为非晶界面层, 正电子湮没寿命为155 ps; 另一类为具有原子空位的松懈界面, 含有空位尺寸大于1～2个铁原子空位的结构自由体积, 正电子湮没寿命为246 ps.电子-正电子湮没光子的共谐Doppler展宽测量表明这类松懈界面富集非磁性原子Nd和B, 这将削弱α-Fe/Nd2Fe14B复合纳米晶晶粒间的磁交换耦合.     

LaPO4∶Eu3+—Fe3O4光-磁复合材料的合成与性能研究

采用2步水热法合成了LaPO4∶Eu3+-Fe3O4复合材料.在LaPO4∶Eu3+-Fe3O4复合材料中,LaPO4∶Eu3+为单斜晶相,呈纳米棒状,纳米棒的直径和长度分别为20~100nm和0.2~1μm;Fe3O4为正交晶相、呈20~30nm的颗粒状,Fe3O4粒子紧紧附着在LaPO4∶Eu3+纳米棒的表面;样品的磁性和发光性质研究表明所合成的LaPO4∶Eu3+—Fe3O4复合材料既具有发光性质又具有磁性.     

硼对硬磁性Nd60Fe20Al10Co10大块非晶合金的磁性与晶化行为的影响

利用示差扫描量热法，X射线衍射法和振动样品磁强计研究了少量B元素对Nd60Fe20All0Col0大块非晶合金的磁性和晶化行为的影响。研究表明，用B元素部分取代Nd元素后，其内禀矫顽力有所增大，饱和磁化强度降低。晶化后，Nd60Fe20All0Col0大块非晶合金退火折出的晶体相对硬磁性能无明显影响，而Nd58Fe20All0Col0B2合金退火析出非铁磁性的Nd1.lFe4B4相，使内禀矫顽力、饱和磁化强度、居里温度降低。     

低温热处理对α-Fe/Sm2Fe17Cx纳米复合永磁合金结构和磁性能的影响

采用X射线衍射分析、振动样品磁强计和差热分析研究了低温退火处理对Sm5Fe80Cu1Si5B3C2．5Zr3．5非晶合金晶化后纳米复合永磁体的组织结构、磁性能及晶化动力学的影响。结果表明,经400℃低温热处理后纳米复合合金中α-Fe相和Sm2（Fe,Si）17Cx相的组织结构均产生了明显改变,晶粒尺寸分别从原始态（未经处理）的50．6nm（α—Fe相）和20．6nm（Sm2（Fe,si）17Cx相）改变为36．5和24．4nm;体积分数分别从71．1％（α-Fe相）和28．9％（Sm2（Fe,si）17Cx相）改变为76．7％和23．3％;同时磁耦合性能明显增强。晶化动力学分析发现,低温热处理增大了非晶合金的短程有序范围,改变了原始态非晶合金中α—Fe相和Sm2（Fe,Si）17Cx相的晶化行为,这是优化α—Fe／Sm2（Fe,Si）17Cx复合纳米晶结构和提高磁耦合性能的根本原因。     

添加钛和碳对Nd9.4Fe79.6B11合金晶化方式、显微结构和磁性能的影响

研究了Ti和C添加对Nd9.4Fe79.6-xTixB11-yCy(x=0,1,2,4,6;y=0.5,1.5,3)合金晶化方式、显微结构和磁性能的影响规律。结果表明,适量Ti和C添加改变了合金的晶化方式,使-αFe相和Nd2Fe14B相同时从Nd9.4Fe75.6Ti4B10.5C0.5非晶基体中析出,避免了先析出相晶粒的长大,利于获得细小均匀的显微结构。适量Ti和C添加的Nd-Fe-B-Ti-C非晶合金在退火过程中易析出细小弥散的TiC和TiB2相,可作为形核质点促进形核,且可抑制晶粒长大,最终形成细小均匀的显微结构。综合性能较佳的Nd9.4Fe75.6Ti4B10.5C0.5合金退磁曲线具有优异的方形度,最佳退火条件下合金薄带的剩磁Br为0.91 T,矫顽力iHc为976 kA.m-1,磁能积(BH)max达135 kJ.m-3。文章最后对Ti和C添加合金微结构的形成机制进行了探讨。     

Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6合金吸铸片凝固过程研究

采用了X射线衍射、扫描电镜和振动样品磁强计,研究了富稀土钕铁硼Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6合金真空感应熔炼、0.60~0.76 mm吸铸片的凝固过程和凝固择优取向特征。结果显示:0.76 mm吸铸片贴模面Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6因较高的冷却速度抑制α-Fe相的析出,过冷液体导致2∶14∶1相大量形核、沿热流方向等轴晶快速凝固,等轴晶组织具有垂直贴模面(006)磁织构,最后为富稀土相凝固;随着凝固界面的推进、冷却速度降低到一临界值以下,凝固机制发生改变,较低的冷却速度有利初生α-Fe相以树枝晶生长,随后2∶14∶1相在α-Fe相旁大量形核,成分过冷的液体有利2∶14∶1相以厚片状晶以[410]方向凝固,最后液体为富稀土相。0.60 mm吸铸片(Nd,Pr)2Fe14B从两侧贴模面形核以柱状晶向内部生长,最大长度超过吸铸片厚度一半,α-Fe相受到较大冷却速度的抑制,数量大幅度减少,0.60 mm吸铸片[006]磁取向进一步优化,剩磁提高73%,矫顽力提高到189.61 k A·m-1。     

Pr2Fe14B/α-Fe型纳米稀土永磁材料的高温磁性能研究

通过熔体快淬的方法制备出Pr9-xDyxFe86B5和Pr9-xDyxFe84.4-yCoyGa1Mn0.6B5(x=0～2.0;y=0～15)薄带样品,利用X射线衍射和振动样品磁强计进行了相成分分析和磁性能研究.对不同成分的样品磁性能进行分析比较,发现用Co替代Fe、用Dy替代Pr可以明显改善Pr2Fe14B/α-Fe型纳米复合稀土永磁材料的室温和高温磁性能.适当的Co和Dy联合添加时,材料表现出很好的高温永磁性能,其中Pr8Dy1Fe76.4Co8Ga1Mn0.6B5样品在550 K时仍具有5.0 MGOe的最大磁能积,显示出很好的高温应用前景.     

粉末烧结钕铁硼激光熔凝过渡区组织的研究

对粉末烧结Nd15Fe77B8永磁体表面激光熔凝池中过渡区的组织进行了研究. 结果表明, 过渡区由初生相α-Fe和富Nd的Nd2Fe14B两相组成.离激光熔凝池与基体的分界面越远, α-Fe二次枝晶间距越小, 而Nd2Fe14B以胞状液固界面向上推进的速度逐步加快, 最后越过了先析出的α-Fe, 导致在过渡区结束时α-Fe相不再出现.当粉末烧结Nd15Fe77B8磁体易磁化轴的取向为z轴时, 过渡区的α-Fe体积百分数最大; Nd2Fe14B以与z轴夹角30°～50°的方向生长, 直到进入胞状区, 其生长方向才逐步调整到与z轴基本平行.当磁体易磁化轴取向为随机分布时, 过渡区α-Fe的体积分数最小; 过渡区Nd2Fe14B选择在基体内易磁化轴在XOY面内的等轴晶Nd2Fe14B上生长. 当磁体的易磁化轴取向分别为x或y轴时, 过渡区Nd2Fe14B直接在基体的Nd2Fe14B上生长, 并在过渡区结束前后, 1个过渡区Nd2Fe14B上平均分化出3个胞状区Nd2Fe14B柱状晶.     

(Nd,Dy)13.5Fe80B6.5合金铸片的微结构研究

研究了铸片工艺制备的(Nd,Dy)13.5Fe80B6.5铸片的微结构。结果表明:铸片主要由2∶14∶1相片状晶组成且存在明显的择优取向,晶粒沿[00l]方向择优生长;取向度随轮速改变发生明显的变化,在v=1.5～2m·s-1时取最大值。当v=2m·s-1时铸片由厚度约3μm、且被0.2～0.5μm的富Nd相薄层隔开的2∶14∶1相片状晶组成,铸片中不存在α Fe枝状晶。     

HDDR过程中三元和多元Nd-Fe-B合金磁畴结构的MFM研究

用磁力显微镜研究了三元Nd-Fe-B合金在HDDR过程的不同阶段(铸态、不充分吸氢歧化、充分吸氢歧化和脱氢再复合)的破畴结构。在铸态样品表面清楚地观察到了易磁化轴互相垂直的柱状晶表面的两类磁畴图型。当样品不充分吸氢歧化和充分吸氢歧化时，破畴结构明显发生变化，反映了Nd-Fe-B的分解产物NdH2，α-Fe和Fe2B及其微晶结构的变化。脱氢再复合后形成的微晶的磁畴结构则表明样品保留了铸态样品柱状晶的构型。此外，还对比研究了多元Nd-Fe-B合金在HDDR过程中的磁畴结构，并根据微磁结构分析，指出过量的Ga元素添加可抑制Nd2(Fe，M)14B相的吸氢歧化，从而导致相应HDDR粘结磁体性能降低。     

Nd_(9.2)Fe_(84.8-x)Zr_xB_6纳米复相永磁材料的研究

采用熔体快淬和晶化处理的方法制取了成分为Nd9.2Fe84.8-xZrxB6的复相纳米永磁材料,并通过XRD,SEM和FESEM研究了Zr的添加量对该种材料微观结构的影响,结合VSM测量结果,进一步分析了Zr的添加效果。结果表明,当Zr含量为0.8%(原子分数)时,能对α-Fe相晶粒长大起到良好的抑制作用;过少的Zr不能很好地起到抑制α-Fe相晶粒长大的作用;但过量的Zr能和Fe形成一种新相,通过观察和分析,证明它是一种没有软磁特性的相,但能促使α-Fe的长大。Zr含量为0.8%的材料经700℃×20 m in的晶化处理可以获得最佳的微观组织和性能,其性能为:Br=0.725 T;Hc j=401.2 kA.m-1;BHm=86.8 kJ.m-3。