纳米晶Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6快淬薄带织构及其形成机制

采用熔体快淬法制备了Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6快淬薄带,利用X射线衍射、扫描电镜分析了快淬薄带的显微组织,并用振动样品磁强计测量了其磁性能,分析了磁织构的形成机制。实验结果表明:Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6快淬薄带在快淬速度为5~20 m·s-1时,薄带自由面形成[006]磁织构、峰强比I(006)/I(410)为26.95~69.08,快淬薄带破碎小颗粒树脂2 T磁场固化样品的约化剩磁比为0.69~0.74,内禀矫顽力Hci=375.84~712.48 k J·m-3,最大磁能积(BH)max=105.58~157.30 k J·m-3;薄带沿与[006]织构垂直的方向测量的约化剩磁比为0.35~0.47,后者的磁能积只有前者的30%~43%。对于合适成分的钕铁硼合金,当钕铁硼熔体温度接近其熔点,熔体受辊触发以极快速度形成等轴晶、薄带自由面难以择优取向;提高钕铁硼熔体温度,在低快淬速度时在贴辊面孕育出强各向异性纳米晶等轴晶甚至可能形成织构,在等轴晶区之上生长柱状晶区具有[006]磁织构;当快淬速度增加,贴辊面不足以形成磁织构、但具有择优取向,如柱状晶区具有占整个薄带厚度的足够空间,能发展出自由面的磁织构;随着快淬速度的进一步增加,柱状晶区厚度减小,自由面难以形成织构;当快淬速度再增加时,薄带易形成非晶。     

纳米复合永磁材料晶粒择优取向的研究

利用熔体快淬技术制备把(Nd11．4Fe82.9B5.7)0.99M1(其中M=Zr，Nb，Ga，Zr Ga，Nb Ga)快淬带。发现Ga元素的添加对Nd2Fe14B相晶粒的C轴垂直于带面取向是有利的。复合添加Zr Ga或Nb Ga可获得较好的磁性能，并且进一步提高了快淬带晶粒的择优取向。取向度随厚度改变发生明显的变化，当带厚约为120μm时取向度最高。热处理可使淬带织构度增加，但导致晶粒粗化。利用深冷技术对纳米晶复合快淬带进行超低温处理。发现深冷处理有利于快淬带织构度的增强，且晶粒尺寸几乎不变。     

锆对纳米复相粘结磁体的组织结构和磁性能的影响

采用快淬、热处理及模压成形工艺,制备了成分为Nd10.5Fe78.4-xCo5ZrxB6.1(x=0,1.0,1.5,2.0,2.5)的5种粘结永磁体.采用XRD,DTA,AFM等方法对合金的组织结构、晶化行为进行了研究.结果表明:Zr含量的增加可提高材料的非晶形成能力;当Zr添加到一定量时,形成高熔点的Fe2Zr相,产生细化晶粒的作用;添加Zr元素显著地提高了合金的矫顽力,改善了退磁曲线矩形度,从而提高了最大磁能积.Nd10.5Fe78.4-xCo5ZrxB6.1永磁体在x=2时获得最佳磁性能,Br=0.659 T,Hcj=628KA·m-1,Hcb=419KA·m-1,(BH)m=73KJ·m-3.     

纳米复合永磁材料晶粒择优取向的研究

利用熔体快淬技术制备了（Nd11.4Fe82.9B5.7）0．99M1（其中M=Zr，Nb，Ga，Zr＋Ga，Nb＋Ga）快淬带。发现Ga元素的添加对Nd2Fe14B相晶粒的C轴垂直于带面取向是有利的。复合添加Zr＋Ga或Nb＋Ga可获得较好的磁性能，并且进一步提高了快淬带晶粒的择优取向。取向度随厚度改变发生明显的变化，当带厚约为120μm时取向度最高。热处理可使淬带织构度增加，但导致晶粒粗化。利用深冷技术对纳米晶复合快淬带进行超低温处理。发现深冷处理有利于快淬带织构度的增强，且晶粒尺寸几乎不变。     

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.     

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。     

纳米晶复合Nd2Fe14B/α-Fe合金制备与磁性能的研究

采用熔体快淬及晶化处理工艺制备Nd11Fe71Co8V1.5Cr1B7.5纳米晶合金。经21m·s-1快淬及640℃ 4min晶化处理后,制成的粘结磁体的磁性能最佳,为:Br=0.64T,JHc=903.5kA·m-1,(BH)max=71kJ·m-3。添加Cr元素可提高内禀矫顽力,从而提高最大磁能积。     

高性能含镨快淬(Nd,Pr)12(FeCoZr)82B6粘结磁体的制备

采用过快淬加晶化退火处理的方法,研究了含有Pr的近正分快淬(Nd,Pr)12(FeCoZr)82B6粘结磁体制备工艺,粘结出的磁体磁性能为:Br=0.669T,Hci=811kA·m-1,Hcb=434kA·m-1,(BH)m=75kJ·m-3。合金快淬态的组成和显微结构、晶化退火温度、晶化退火时间直接影响磁体的磁性能,以24m·s-1速度快淬,并在655℃退火10min,可获得最佳磁性能。实验制备的粘结快淬(Nd,Pr)12(FeCeZr)82B6磁体(密度6 1g·cm-3)磁性能为:Br=0 669T,Hci=811kA·m-1,Hcb=434kA·m-1,(BH)m=75kJ·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.     

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。     

Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6非晶快淬薄带等温晶化行为及矫顽力研究

研究了Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6非晶快淬薄带在943,973和1003 K等温晶化与薄带组织和矫顽力的关系.结果表明,Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6快淬薄带在943 K等温晶化所需晶化孕育时间为12 min,973 K时为5Inin,而1003 K时不足5lIlin.Ndl 0_5%,‰NbB6在1003K晶化25 min后所得的(Nd,Pr)2Fe14B平均晶粒尺寸为163 nm,添加Nb显著延缓了Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6快淬薄带晶化后的晶粒尺寸长大.加Nb,Pr能有效提高Nd10.5Pr2.5Fe80Nb1B6的矫顽力.在973 K晶化处理19min时得到平均晶粒尺寸为96 nm的(Nd,Pr)2Fe14B单相组织,其最大矫顽力为1616 kA·m-1.     

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.     

镝对Dy_x(Fe_(47.5)Pd_(52.5))_(100-x)薄膜结构与磁性能的影响

采用直流磁控溅射法制备Dyx(Fe47.5Pd52.5)100-x(x=0,2.2,3.2,4.4,5.6)薄膜,X射线衍射实验结果表明:添加稀土元素Dy可以大幅缩短从无序的fcc相转变为有序的fct相的退火时间和退火温度,增加相转变的驱动力;此外适当添加Dy元素还具有细化晶粒的作用,晶粒尺寸可达到12~31 nm,适当的晶粒尺寸有利于晶粒之间的交换耦合作用。薄膜的磁滞回线表明:矫顽力Hc与剩磁比Mr/Ms随Dy含量的增加而先急剧增加后减小,当稀土含量x=3.2时,矫顽力的最大值为3.27 k Oe。随着退火温度的增加,矫顽力的变化也是先增加后下降,并且在Ta=550℃时达到最大。     

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。     

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。     

熔体过热对Nd_9Fe_(70)Ti_4C_2B_(15)纳米复合永磁合金过冷度、非晶形成能力和晶化行为的影响

采用差热分析法研究了Nd_9Fe_(70)Ti_4C_2B_(15)永磁合金形核过冷度与其熔体过热度的关系。在此基础上,通过对不同熔体过热度的快淬薄带进行凝固组织结构分析、磁性能测试和差热分析,研究了熔体过热度对合金的非晶形成能力和晶化行为的影响。结果表明:在28~168 K的过热度范围内,Nd_9Fe_(70)Ti_4C_2B_(15)合金的过冷度随着熔体过热度的提高而显著增大了约80 K,它们之间呈现非线性关系;过冷度拐点对应的临界过热度为68 K,在小于68 K的过热度范围内,过冷度随过热度的提高而急剧增大了67 K,而在大于68 K的过热度范围内,过冷度随之而变化的幅度不大,其间的平均过冷度达到了174 K。熔体过热度为60 K时,快淬薄带的微观组织由Nd_2Fe_(14)B,Fe_3B和α-Fe纳米晶构成,其磁性能为H_(ci)=992.91 k A·m~(-1),B_r=0.56 T,(BH)_(max)=45.81 k J·m~(-3);熔体过热度提高至90和110 K时,快淬薄带的微观组织由纳米晶和非晶构成,且熔体过热温度越高,非晶的量越大;熔体过热度提高至150 K时,快淬薄带的微观组织由完全非晶构成。快淬薄带中的部分非晶或完全非晶在晶化退火过程中的相变都沿循以下路径:Am(非晶相)→Am'+Fe_3B→Fe_3B+Nd_2Fe_(23)B_3→Fe_3B+Nd_2Fe_(14)B+α-Fe。     

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.     

脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠的性能研究

对合成的不同碳链脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠(AnESO,EO=3,n=14,16,18)的应用性能及与重烷基苯磺酸钠(HABS)的复配进行了研究.结果表明:(1)AnESO的γcmc分别为36.16 mN·m-1,35.47 mN·m-1和34.85 mN·m-1,A14ESO发泡性较好,A18ESO稳泡性较强,耐钙稳定性分别达到了8700mg/L,9500mg/L和10000mg/L,耐盐性为A18ESO ＞ A16ESO ＞A14ESO;(2)AnESO与HABS复配可以改善HABS的耐盐性,AnESO/HABS体系与大庆原油间的界面张力在ω(AnESO):ω(HABS)约为3:7时最低,达到了3.9×10-2mN·m-1,1.4×10-2mN·m-1和4.3×10-3mN·m-1,A18ESO/HABS体系油水界面张力在NaCl含量为0～15000mg·L-1下均达到10-3mN·m-1数量级.     

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。     

热变形Nd-Fe-B磁体中异常晶粒的形成及演变

通过研究Nd-Fe-B快淬磁粉、热压及热变形磁体的微观形貌及成分分布,分析了Nd-Fe-B热变形磁体中异常晶粒的形成及变化。快淬带贴辊面存在非晶组织,而自由面结晶度高、晶粒较大。热压时,快淬带结晶度较高的面彼此贴合会形成柱状晶边界,而存在非晶组织的贴辊面互相贴合会形成非晶带边界。热变形时,柱状晶随着变形量的增加逐渐被压扁;而非晶带则结晶形成了粗大等轴晶粒,且随变形量的增加不产生取向。由于异常晶粒的存在,取向晶粒的形成并非同步进行,边界附近的晶粒产生取向会受到异常晶粒的影响而有所滞后。随着变形量的增加,磁体微观结构逐渐均匀,最终完全变形的磁体(变形量为70%)除在带状结构边界处会存在部分异常晶粒外,主要由细小的扁平片状取向晶粒构成。