双合金混粉法添加镝对烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能及微观结构的影响

研究双合金混粉法添加Dy对烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能和微观结构的影响。结果表明:添加少量Dy能够同时提高磁体的矫顽力和最大磁能积;当Dy含量为1.0%时,磁体的最大磁能积达到最大值。烧结温度从1065℃增加到1085℃时,烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能没有急剧恶化,磁体的烧结温度范围较宽。磁体在烧结过程中高Dy含量合金主相晶粒中的Dy元素扩散到不含Dy元素的合金主相晶粒中,造成最后所得磁体中存在不同Dy含量的主相晶粒;磁体不同主相晶粒中Dy含量差别较大,随着添加Dy含量的增加,磁体中不同主相晶粒平均含Dy量也逐渐增加。     

添加Si3N4对烧结NdFeB的磁性能及抗腐蚀性能的影响

针对在提高NdFeB永磁材料耐蚀性时出现磁性能下降的问题,研究了通过混粉的方式添加Si3N4对烧结NdFeB磁体磁性能和耐腐蚀性的影响。研究结果表明,添加适量Si3N4可实现在磁体剩磁和最大磁能积提高的基础上,提高材料的腐蚀电位,并且在极化曲线的阳极部分相同电位条件下,具有较小的极化电流密度,从而达到改善NdFeB磁体耐腐蚀性的目的。     

添加MgF2对烧结NdFeB磁体的性能和微观组织的影响

采用晶界添加MgF2制备烧结NdFeB磁体,通过扫描电镜、透射电镜和性能测试,研究了烧结NdFeB磁体的微观组织及其对磁性能、电阻率的提高和耐腐蚀性能的影响.结果表明:添加适量MgF2可实现在磁体剩磁、矫顽力和电阻率提高的基础上,同时提高材料的腐蚀电位,并且在极化曲线的阳极部分相同电位条件下,具有较小的极化电流密度,从而达到改善NdFeB磁体耐腐蚀性能的目的.磁体显微组织研究表明F元素进入晶界相,形成F含量约为30％(原子分数)、以面心立方为基的有序的NdOxFy相,其与磁性能、电阻率的提高和耐腐蚀性能改善有关.     

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.     

回火温度对晶界添加烧结钕铁硼磁体结构演变及磁性提升机理的影响EI北大核心CSCD

采用晶界添加的方法制备了添加Tb65Cu35的烧结Nd-Fe-B磁体,研究了回火温度对晶界添加磁体微结构演变规律及磁性能的影响,并对其性能提升机制进行了分析。结果表明：经910℃一级回火2 h,460℃二级回火2 h的磁体性能最佳,获得了Br=14.14 k Gs,Hcj=12.31 k Oe,(BH)max=47.89 MGOe的磁性能,回火后的磁体的矫顽力从10.21 k Oe提升到12.31 k Oe,增加了约20%,剩磁基本保持不变。矫顽力的提升主要归因于硬磁的(Nd,Tb)-Fe-B壳层以及连续晶界层的形成。通过一阶反转曲线(FORC)对不同回火条件下样品的磁化反转过程进行了分析,可以发现最差回火态晶界添加磁体中有两个峰,然而,最佳回火态的晶界添加磁体只有一个明显的峰,表现出明显的相互作用的单畴晶粒特性,表明最佳回火态磁体内核壳之间具有强的耦合相互作用。     

添加Al、Mg、W、Mo对烧结Nd-Fe-B磁体磁性能与显微组织的影响

研究了在烧结ＮｄＦｅＢ磁体晶间添加Ａｌ、Ｍｇ、Ｗ、Ｍｏ等合金元素对显微组织和磁性能的影响。实验结果表明：低熔点合金元素Ａｌ、Ｍｇ能显著提高ＮｄＦｅＢ磁体的矫顽力，略微降低剩磁，对磁体的热稳定性无影响；高熔点合金元素Ｗ、Ｍｏ在不降低剩磁的情况下亦能提高磁体的矫顽力，但效果不如Ａｌ、Ｍｇ明显。显微组织分析表明，在添加低熔点和高熔点合金元素的磁体晶间发现了两种不同的新相。矫顽力的提高可归于晶间新相的出现。进一步分析表明，与传统的合金化相比，对ＮｄＦｅＢ磁体晶间区域进行微合金化是改进ＮｄＦｅＢ磁体组织与性能的一种更为有效的手段。     

烧结Nd-Fe-B磁体的环境稳定性研究进展

结合本研究室的最新研究成果,综述了烧结Nd-Fe-B磁体的环境稳定性的影响因素及研究进展,包括:磁体的温度稳定性、高温及电化学稳定性、时间稳定性和力学稳定性等,阐明改善磁体环境稳定性的重要性和迫切性。还对磁体服役过程的长时间稳定性与其他环境稳定性之间相互关系进行了探讨,通过对服役环境的分析,提出当前研究中存在的主要问题,并展望其未来的潜在的发展趋势。     

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.     

添加铈对低锑铅合金的微观结构及电化学性能的影响

采用金相显微镜和电镜扫描观察Pb-Sb-As-Sn-S-Ce合金的微观组织形态,用显微硬度仪测试合金的硬度,研究了铈对含砷锡硫的铅锑合金微观结构及合金硬度的影响;应用循环伏安法、交流阻抗法和阴极极化曲线来分析铈的添加对Pb-Sb-As-Sn-S合金的电化学性能的影响。结果表明：铈能细化铅锑合金晶粒,薄化晶界,减少晶体缺陷,能提高铅锑合金的硬度,降低整体腐蚀速度和腐蚀的危害性,提高低锑铅合金的耐腐蚀性能,增大电池的循环寿命。     

铌、钛取代对高镓低硼烧结Nd-Fe-B磁体磁性能、微结构和力学性能的影响

高Ga低B烧结钕铁硼磁体可以在具有较高矫顽力的基础上减少重稀土的使用,因此具有重要的研究价值。本文制备了含0.2%（质量分数）Nb的高性能48H高Ga低B烧结钕铁硼磁体,与0.2%Ti掺杂磁体进行了系统的对比,分析了Nb与Ti元素掺杂对高Ga低B磁体的磁性能、微观结构、元素分布以及耐磨性能的影响与差异。与Ti取代磁体相比,Nb取代磁体的晶界相更连续、更厚同时磁隔绝效果更好,因此具有更高的矫顽力。此外Nb更容易富集在三角晶界处,抗断裂性相对较差,更容易磨损,因此具有更好的加工性能。这为优化高Ga低B磁体的显微结构制备高性能的烧结磁体提供了有意义的指导。     

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.     

烧结Nd-Fe-B磁体表面渗镀Dy2O3对磁体显微组织和磁性能的影响

研究了烧结Nd-Fe-B磁体表面渗镀Dy2O3对磁体组织结构与磁性能的影响. 表面渗镀Dy2O3后, N40的矫顽力由1017 kA · m-1提高到1146 kA · m-1, 38H的矫顽力由1575 kA · m-1提高到1753 kA · m-1, 而通过传统合金化添加同量Dy, N40和38H的矫顽力分别为1061和1634 kA · m-1. 磁体表面渗镀Dy2O3后热稳定性也大大改善. 组织分析表明, 元素Dy从表面扩散并渗入磁体的内部约20 μm厚, Nd2Fe14B晶粒表层附近Dy含量比晶界中高, 说明Dy2O3中的Dy通过扩散与富Nd相及Nd2Fe14B晶粒表面层的部分Nd发生置换反应, 增强了Nd2Fe14B晶粒表面层的磁晶各向异性. 在此基础上, 提出了高矫顽力高热稳定性渗Dy的烧结Nd-Fe-B磁体中Dy分布的理想模型.     

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.     

添加钴对HD制备NdFeB永磁体矫顽力的影响

采用X射线衍射分析(XRD)和BH测试仪分别研究了添加Co对HD制备的NdFeB永磁体微结构和磁性能的影响规律。微结构研究表明,添加Co前后的永磁体都由主要的四方相Nd2Fe14B(P42/mnm)和微量的富Nd相构成;但添加Co明显改变了永磁体的取向特性和磁性能;Horta法计算表明Co掺杂降低了Nd(FeCo)B永磁体的(004),(006)和(008)晶面的极密度因子;室温下磁性能测试表明,添加Co后永磁体矫顽力有了明显提升,从2038 kA.m-1提升到2162 kA.m-1,提高了接近124 kA.m-1;Kronm櫣ller-Plot行为研究表明两合金的矫顽力机理均为磁畴成核机制,由于Co添加同时增大了微磁参数αk和Neff,这增加磁畴反转需要的磁场能,从而提高了矫顽力。     

富铈混合稀土对AZ81合金组织与性能的影响

研究了富铈混合稀土对挤压铸造AZ81合金的显微组织和力学性能的影响。结果表明:加入不同含量富铈混合稀土的合金中都出现了一种新相Al11(Ce,La)3相,Al11(Ce,La)3相数量增多而Mg17Al12相则减少,能细化合金的组织晶粒,其细化作用在添加了1.5%富铈混合稀土的镁合金中尤为明显,但是当富铈混合稀土加入量大于2.0%时,合金中Al11(Ce,La)3相开始长大以粗大长杆状存在;在富铈混合稀土含量为1.5%时,AZ81合金的室温和150℃的综合力学性能达到最佳效果,超过2.0%时合金的室温和150℃综合力学性能开始下降;合金试样的拉伸断口带有局部韧窝的解理断裂和韧性断裂的混合特征。     

镱对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

在Mg-9Al-1Zn合金的基础上添加不同质量分数的Yb, 制备了4种合金. 通过X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜及能谱分析仪等手段分析了Yb的添加对AZ91D显微组织和力学性能的影响. 结果表明: Yb的加入, 显著改变了AZ91D合金的铸态组织, 细化了β-Mg17Al12相, 且β-Mg17Al12脆性相由连续网状分布逐渐变为离散状, 同时晶界上出现了块状的Al11Yb3和点状Al6Mn4Yb化合物. 当Yb含量为1.0%时, 该合金具有最佳的综合力学性能, 抗拉强度达到194 MPa, 比AZ91D提高22%, 伸长率和硬度也随着Yb含量的增加而提高. 研究表明, 重稀土元素Yb在镁合金中显示出与轻稀土更相近的作用效果.     

铒对AZ91镁合金铸态组织与力学性能的影响

采用X射线衍射、金相观察、扫描电镜及拉伸性能测试,研究了Er的添加对AZ91镁合金的显微组织与力学性能影响。结果显示,基体合金中添加0.98%~1.92%Er后,显微组织主要由-αMg基体相、Mg17Al12相及Al3Er组成。添加Er能有效细化铸态合金的晶粒,使其平均晶粒尺寸从57μm降低到21μm;同时铒的添加改善了基体合金中Mg17Al12相的形态与分布,使AZ91镁合金的室温抗拉强度从162 MPa提高到211 MPa。     

钇和铈对AM50镁合金显微组织和力学性能的影响

为了开发低成本、高强度和耐高温的新型镁合金，研究了微量Y，Ce复合对AM50镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：Y和Ce复合加入AM50镁合金，能明显细化晶粒，由于显微组织的改善，合金的室温和高温力学性能得到明显提高，当稀土加入量为0．6％Ce-0．3％Y（质量分数）时，合金晶粒细化效果较好，其室温和高温（150℃）力学性能比较理想。     

微观结构对溶胶-凝胶法合成的La0.67Sr0.33MnO3电磁性能影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同烧结温度的钙钛矿类锰氧化物La0.67Sr0.33MnO3样品。实验结果表明,在1573 K以上烧结的样品,晶粒出现异常长大,晶界效应明显。随着烧结温度的提高,磁化强度逐渐增大,但样品的居里温度基本不变。此外,在1173和1573 K温度下烧结的样品,均出现了低于居里温度的金属-半导体导电行为转变。在合适的烧结条件下,可以观察到隧道磁电阻(TMR)和超大磁电阻(CMR)2种磁电阻效应。实验表明,自旋电子的输运,不仅与样品平均粒径的大小和密度有关,而且与晶界的微观结构有密切关系。