高温稀土永磁合金Sm2(Co,Cu,Fe,Zr)17

利用粉末冶金的方法研制了3种成分为Sm(Cobal Fe0.24 Cu0.08 Zr0.027)70,Sm(Cobal Fe0.27 Cu0.05 Zr0.027)7.0,Sm(Cobal Fe0.36 Cu0.05 Zr0.026)7.0的高温永磁合金,并对其磁性能、温度稳定性和显微结构进行了分析.研究结果表明常温时,3种永磁合金都具有较高的磁性能,其中,合金样品Sm(Cobal Fe0.27 Cu0.05 Zr0.027)7.0的内禀矫顽力(2 165.6kA.m-1)和磁能积(212.0 kA.m-3)最大;200℃时,3种合金的磁性能降低,但仍具有较大值;增加Co和Fe的含量,可提高材料的剩磁,当Zr的含量较大时,合金的矫顽力较高;3种磁体的温度系数都较低,最高使用温度均在400℃以上,大大高于一般商用磁体的使用温度;增加Sm,Co,Cu的含量和减少Fe的含量可以提高材料的温度稳定性;合金中含有Sm2(Co,Fe)17主相、Sm(Co,Cu)5相、Zr的化合物等;Sm(Co,Cu)5相、单质Zr、晶粒边界等钉扎畴壁,使合金具有较高的矫顽力.     

高温Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z永磁体的设计原则

为了提出制造具有较高的最高使用温度的高温Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z永磁体的设计要求,根据最高使用温度公式中影响TMO的Hci,TR及β值,提出了高温Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z永磁体的成分设计要求为∶Cu含量高,Fe含量低,Zr含量适当,z值小.用粉末冶金方法分别制造了4种成分不同的合金.其中Cu含量高、Fe含量低、Zr含量适当、z值小的C样品Sm(CobalFe0.1Cu0.08Zr0.03)7永磁体的室温内禀矫顽力Hci为1 830.8 kA/m,温度系数β(20～200 ℃)为-0.20%/℃,估算其使用温度能超过400 ℃;Fe含量高,Cu含量低,z值大的B样品Sm(CobalFe0.2Cu0.06Zr0.02)8.5永磁体的Hci为2 388 kA/m,β为-0.33%/℃(20～200 ℃),其tMO仅为270 ℃;而A,D样品的性能及使用温度介于B与C之间.实验结果表明,Cu含量高、Fe含量低、Zr含量适当、z值小是制造高温Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z永磁体的必要条件.为制造高温Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z永磁体提供了成分设计的参考.     

合金元素对Sm_2(Fe,M)_(17)N_y磁性的影响

采用机械破碎与氢破碎和氮气-固相反应法制得了Sm_2(Fe,M)_(17)N_y化合物粉末及粉末压结体,研究了金属钐含量、过渡元素(M=Co、Cr、V、Mn、Zr、Si、Ga)部分取代铁时对Sm_2(Fe_(1-x)M_x)_(17)N_y粉末压结体磁性能的影响。结果表明:铬、镓能显著提高粉末的矫顽力。Sm_2(Fe_(0.017)Ga_(0.983))_(17)N_y粉末压结体的矫顽力达到iHc=2000kA/m。     

Nd_(0.9)Dy_(0.1)(Fe,M)_(12)N_x粘结磁体及其温度系数的测定

自 Th Mn1 2 型结构的富铁稀土 -过渡元素间化合物及其氮化物 90年代初被北京大学杨应昌教授发现以来 ,一直没有实用化 .作者用 Nd0 .9Dy0 .1 (Fe,M) 1 2 Nx 磁粉制作粘结永磁体 ,发现其 (BH) max=38.5 6 k J/ m3 ,达到实用化的标准 .然后用自制的装置测定其温度系数 ,发现其可逆温度系数比 Sm Co5高 ,要用于仪器仪表还要进一步改进     

Pr2(Fe,Co)14B/α-(Fe,Co) 纳米复合永磁合金的组织与磁性

利用单辊快淬法制备了由硬磁相Pr2(Fe,Co)14B和软磁相α-(Fe,Co), Pr2(Fe,Co)17组成的纳米晶复合永磁材料.用X射线衍射、室温磁性能测量和热磁分析等,研究了Pr7.5Dy1Fe-xCo-xNb1B4.5(10,15)合金快淬带在不同温度下不同时间退火后的组织和磁性能变化规律.结果表明,快淬带在700℃退火6 h后,永磁性能仍保持较高的水平,说明同时添加Co和Nb,有可能提高纳米晶复合永磁合金的热稳定性.     

分子场理论分析R2Fe17—xMx和R2Fe17N3稀土合金

用分子场理分析分析了稀土化合物Ｒ２Ｆｅ１７－ｘＭｘ和Ｒ２Ｆｅ１７Ｎ３（Ｒ＝Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ：Ｍ＝Ａｌ；ｘ＝０，２）的温度磁化曲线，计算出分子场 数ｎＲＲ，ｎＲＦ，ｎＦＦ。由分子场系数，计算了Ｆｅ－Ｆｅ、Ｒ－Ｒ、Ｒ－Ｆｅ的相互作用对Ｔｃ的贡献ＴＦＦ、ＴＲＲ、ＴＲＦ。     

氧对Sm(Co,Fe,Cu,Zr)z永磁体性能和显微组织的影响

研究了氧对Sm(Co, Fe, Cu, Zr)z永磁体性能的影响,并借助SEM、EDS和TEM等方法分析了永磁体的显微组织变化,讨论了影响磁体性能的原因.结果表明:在氧含量不高时(质量分数＜0.32%)对磁性能的影响不明显,永磁体具有良好的磁性能;在0.32%～0.4%时,随氧含量的增加磁性能开始下降;氧含量大于0.4%后,磁性能急剧恶化;当大于0.7%后,磁性能基本消失.随着氧含量的增加,磁体的晶粒尺寸减小,以Sm2O3为主的白色析出物增多.非磁性相的增多和有效Sm含量的减少是影响磁性能的主要原因.     

R2Fe17-xCrx (R=Y, Dy, x≤3)化合物的磁交换作用

利用 X射线衍射的方法及磁性测量手段研究了 R2 Fe17- x Crx(R=Y,Dy,x 3 )化合物 ,给出了其居里点的变化情况 ,即随 x的增大 ,居里温度增大 ,在 x近似为 1 .0时达到最大值 .利用分子场理论计算了磁交换作用系数并从磁交换作用出发 ,对其居里温度的变化情况进行了分析 .     

高矫顽力Sm(Co、Cu、Fe、Zr)_(7.4)合金的组织和Hc

本文用磁性测量Kell效应,电子显微镜和x线衍射研究了850℃不同时间时效所对应的H_C、起始磁化曲线、磁畴、显微组织和所对应的应力况态。讨论了“Z”相,带状组织和晶界析出相对畴壁的作用,探讨了在高H_c状态下非均匀钉扎的机构。     

纳米复合材料(Nd0.7Dy0.3)8Fe87B5的磁性能和居里温度

采用单辊急冷法制备了(Nd0.7Dy0.3)8Fe87B5非晶薄带,经最佳热处理条件退火处理得到纳米复合永磁材料．采用振动样品磁强计测量常温下样品的磁滞回线以及经零场冷却和加场冷却的M—T曲线．测量结果表明,其退磁曲线部分表现出单一的硬磁性相特征,与不加Dy的Nd8Fe87B5样品相比矫顽力和剩磁比都有不同程度的提高,剩磁和磁能积稍有下降．复合材料(Nd0.7Dy0.3)8Fe87B5的居里温度达到603K,比单相Nd2Fe4B的居里温度提高了15K．     

采用石蜡基粘结剂体系制备注射成形Sm_2Co_(17)永磁体

选择石蜡基热塑性粘结剂,采用粉末注射成形(PIM)工艺制备烧结Sm2Co17永磁体. 粘结剂由PW、HEPE、LEPE、PP和SA组成,通过分析喂料流变性能和磁体残碳含量,确定合适的组元配比(质量比)为PW∶LEPE∶PP∶SA＝7∶1∶1∶1. 在氩气和氢气混合气氛下热脱脂,永磁体的碳、氧含量较低. 最终得到永磁体的磁性能为:剩磁Br=0.51T,内禀矫顽力Hcj=168kA·m-1,最大磁能积BHmax=21.3kJ·m-3. 与传统方法制备的永磁体相比,PIM永磁体退磁曲线的方形度较差,磁性较低. 造成磁体性能较差的原因是残碳的质量分数较高(≥0.33%),较高的碳含量导致磁体中出现高熔点的非磁性相ZrC,使Zr的有效含量降低,片状相和1∶5相体积分数减少,胞状显微组织和微观结构被破坏,磁性能下降. 因此,采用PIM工艺制备高性能烧结钐钴永磁体,其关键是降低磁体中的残余碳含量.     

Sm(CobalFe0.1CuxZr0.033)7.4(x=0.06,0.08,0.10)永磁体的磁性能

以粉末冶金法制备了2∶17型Sm(Cobal Fe0.1 CuxZr0.033)7.4 (x=0.06,0.08,0.10)永磁体,研究了Cu含量对Sm(Cobal Fe0.1CuxZr0.033)7.4永磁合金的退磁曲线、磁能积、矫顽力、矫顽力温度系数等的影响.结果发现,Cu含量超过0.08以后会导致磁体的退磁曲线方形度降低,并进而导致磁体的磁能积降低;同时发现提高Cu含量,有利于提高2∶17型Sm(Cobal Fe0.1CuxZr0.033)74永磁体的室温及高温500℃的矫顽力,但高Cu含量也会导致矫顽力温度系数增大,使矫顽力在高温下衰减较快,这表明2∶17型SmCo永磁体的矫顽力与Cu元素的微化学成分分布密切相关.     

（Nd,Pr,Ce）-Fe-B 磁体的组织与磁学性能

为开发低成本烧结钕铁硼磁体,用30% Ce 替代(Nd0.75Pr0.25)32.69Fe66.25B1.06磁体中的 Nd 和 Pr,研究了磁体在烧结及回火过程中的组织结构和磁学性能变化.结果表明,取向压坯在1030～1080℃烧结2 h 后,随烧结温度升高,磁学性能下降,烧结温度为1030℃时综合磁学性能均最好.烧结态 Ce 替代磁体的综合磁学性能优于未替代磁体.一级回火后,相组成和晶粒尺寸基本不变,边界结构也未发生明显变化,磁体性能基本不变,或有少量下降.二级回火后,晶界明显改善,获得较清晰且平直的晶界,磁体矫顽力均得到大幅提高. Ce 替代磁体的剩磁、矫顽力和磁能积均稍低于未替代磁体.     

HDDR NdFeB磁粉两步法伴温磁场取向制备高性能柔性各向异性NdFeB黏结磁体

利用高性能吸氢-歧化-脱氢-再复合(HDDR)NdFeB各向异性磁粉,通过两步法伴温磁场取向工艺制备高性能柔性各向异性NdFeB黏结磁体,重点研究了两步法伴温磁场取向工艺制备出不同成分配比磁体的磁性能和力学性能.结果发现:制备出磁体的取向度有大幅度提高,当成分配比(质量分数)为96.5%磁粉+1%偶联剂+2.5%黏结体系的磁体在120℃加热保温30 min磁场取向后,磁能积达到97 kJ.m-3,而磁体的矫顽力最大降幅只有1.3%,论证了两步法伴温磁场取向工艺制备柔性各向异性NdFeB黏结磁体在实际生产的可行性.环氧树脂润滑剂的加入使得制备出磁体的延伸率和柔性均大幅度下降,并且加入量越多,下降幅度越大,因此环氧树脂润滑剂最大加入量不应超过1%(质量分数).     

（Nd，Dy）－（Fe，Co，Nb）－B稀土永磁体中的无沉淀区

研究了ＮｄＤｙＦｅＣｏＮｂＢ磁体平均晶粒尺寸与内禀矫顽力ｉＨｃ间的关系，发现随Ｎｂ含量增加，晶粒尺寸Ｄ减小，ｉＨｃ升高，但二者间不符合线性关系，尤其在低Ｎｂ含量范围，对显微组织的研究表明，加入Ｎｂ后，磁体显微组织除晶内出现沉淀和晶粒尺寸变化外，另一个显著特征是晶界附近无沉淀区的形成，讨论了其与矫顽力间的关系．     

可变形永磁合金Cu80Ni13Fe7的研究

研制了一种新成分的Cu80Ni13Fe7合金,其加工性能优于传统Cu60Ni20Fe20合金,并成功轧制成0.2mm厚的薄带. 系统研究了回火温度与回火时间对该合金磁性能的影响. 研究结果表明,CuNiFe合金只有经过适当的回火处理才能得到较好的磁学性能. 在635℃回火1h后,矫顽力Hc可达到54.2kA·m-1,剩磁感应Br为0.19T,矩形比S为0.79. 磁性测量表明,在635℃回火1h后样品平行于轧制方向和垂直于轧制方向的矫顽力Hc差别较大,而在其他回火条件下的差别都比较小. 新研制的Cu80Ni13Fe7合金可作为磁栅尺的备选材料.