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.     

间隙原子氮对化合物RE2Fe17磁性的影响

用自旋极化的MS-Xα方法计算了稀土-过渡族化合物Nd2Fel7Nx(x=0,3)中含哑铃Fe原子对的Fe8及含Nd和N原子的NdFe6和NdFe6N3原子簇的电子结构和磁矩。计算结果显示，在化合物Nd2Fe17中，Fe(c)和Fe(f)晶位间的分子轨道中，有3个奇宇称轨道呈现负交换耦合。通过比较α-Fe的MX-Xα计算结果，能够很好地说明RE2Fel7化合物居里温度较低的原因。在化合物Nd2Fel7M中，Fe(c)-Fe(f)晶位间分子轨道只剩下一个奇宇称轨道呈现弱的负交换耦合，通过比较N2Fe17和Nd2Fe17N3化合物Fe8原子簇的计算结果，能够很好地说明间隙原子M对化合物RE2Fel7Mx(M表示N，H或C)的居里温度产生影响的物理机制。对RE2Fel7型化合物中影响Fe-Fe交换耦合的主要因素，本文也做了讨论。     

添加铌对铜模吸铸Nd9Fe81-x-yTi4C2BxNby（x=11,13,15;y=0,4）合金铸态组织及其晶化行为的影响

采用铜模吸铸制备了厚度为0.8 mm,成分为Nd9Fe81-x-yTi4C2BxNby(x=11,13,15;y=0,4)的Nd2Fe14B/Fe3B型纳米复合永磁合金块体样品,研究了添加Nb对合金铸态组织及其晶化行为的影响,并测试了其磁性能。结果表明:在合金中添加4%(原子分数)Nb元素,不仅能抑制吸铸样品表面Nd2Fe23B3软磁性相、Nd1.1Fe4B4非磁性相和未知相的形成,导致Nd2Fe14B,Fe3B和α-Fe相的相对量增加,而且促使样品内部在非晶基体上形成了少量的Nd2Fe14B和α-Fe,Fe3B纳米晶。添加了Nb的合金吸铸样品表现出一定的硬磁性,其中Nd9Fe66Ti4C2B15Nb4吸铸样品具有最高的矫顽力(Hci=116.66 k A·m-1);添加4%(原子分数)Nb使得合金在晶化过程中由原来的异相同温一步晶化转变为两步晶化,且初始晶化温度Tx均明显降低,两个放热峰的ΔTpx均增大。     

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.     

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-(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。     

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.     

纳米晶稀土永磁材料的制备和磁性

介绍了纳米晶稀土永磁材料的制备和磁性方面的有关研究工作, 主要内容有: 低钕快淬Fe3B基钕铁硼新型纳米晶复合稀土永磁材料的相结构与磁性, 快淬Pr2Fe14B/α-Fe型纳米复合稀土永磁材料的微结构与永磁性, 快淬Sm-Co基稀土永磁材料的织构与磁各向异性的关系, 以及纳米晶稀土永磁材料的矫顽力机制和模拟计算研究等.     

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.     

表面缺陷α-Fe_2O_3(001)纳米片双活性位点类芬顿催化剂用于降解污染物（英文）

纯Fe2O3表面活性位点较少具有较低的催化活性限制了其在多相芬顿催化体系中的应用。通常采用元素掺杂、贵金属负载以及与其它化合物质复合等改性措施来提升催化活性,然而这些措施存在催化剂制备复杂,制备成本高以及催化剂的精细结构难以精准控制等问题。因此,本文提出在α-Fe2O3表面引入氧空位缺陷构筑双活性位点(Fe2+和氧空位)用于促进H2O2分解提高降解污染物降解效率。实验结果发现α-Fe2O3-x-330/H2O2体系具有较宽的pH使用范围(pH=2～10)。当pH=4时,罗丹明B的降解速率常数为0.834 h-1,而且催化剂具有磁性,易回收重复使用。催化机理研究表明氧空位缺陷α-Fe2O3-x催化剂的氧空位和Fe2+两种活性位点均可促进H2O2分解,而且氧空位的引入有利于污染物在催化剂表面的吸附进一步提高催化性能。     

α-FeO3-MgO复合氧化物的制备和气敏性能

用化学共沉淀法制备了α-Fe2O3-MgO复合金属氧化物纳米晶微粉。并对其相组成,电导和气敏性能作了研究。结果表明,镁铁摩尔比n(Mg^2 ):n(Fe^3 )=1:2,500℃下热处理4h可得纯相尖晶石型复合金属氧化物MgFe2O4;电导测量显示,该材料呈n型半导体导电行为,600℃下热处理4h所得纳米晶微粉制作的元素在227℃工作温度下对C2H5OH有较高灵敏度和良好的选择性。     

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。     

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.     

用正电子研究CuCl2在NaY上的扩散

用正电子湮没谱学研究了机械混合CuCl₂与NaY中CuCl₂在NaY沸石中的扩散.分别测量了不同质量比的CuCl₂-NaY(0～0.03)沸石分子筛经140℃烘烤1h;CuCl₂-NaY(0～0.05)经450℃烘烤4h;CuCl₂-NaY(0.01)经不同温度烘烤1h以及经300℃下烘烤烘不同时间后的正电子寿命谱.所有谱中都出现了5(或4)个寿命分量,其第3,4,5寿命分量分别与β笼、超笼及沸石微粒界面空间的大小和数量相关.实验表明,正电子湮没谱学可敏感地探测出少量CuCl₂在NaY沸石中的扩散变化.而对于只含少量氯化铜(0.01)的情况,虽经高温长时间烘烤,但仍有相当数量的氯化铜存在于NaY外表面.     

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。     

γ′-Fe_4N纳米晶薄膜的磁性及热稳定性研究

采用直流磁控溅射方法,在Si(100)单晶衬底上获得了γ′-Fe4N纳米晶薄膜样品.将样品在真空中分别于300,400,500,600,700和800℃下进行热处理,利用XRD,SEM和VSM等测试手段对样品的结构、形貌和磁性进行表征.结果表明,热处理温度在300～500℃时,在γ′-Fe4N纳米晶粒的界面处形成了Fe8N包裹层,600℃时,Fe8N包裹层转变为α-Fe,当热处理温度≥700℃时,样品全部转变为α-Fe.γ′-Fe4N薄膜样品在600℃以下温度热处理可保持其主相γ′-Fe4N的结构稳定,而其软磁性能并未发生明显的减弱.     

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。     

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。     

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。     

α-Fe_2O_3-MgO复合氧化物的制备和气敏性能

用化学共沉淀法制备了 α-Fe2 O3-Mg O复合金属氧化物纳米晶微粉 .并对其相组成 ,电导和气敏性能作了研究 .结果表明 ,镁铁摩尔比 n(Mg2 )∶ n(Fe3 ) =1∶ 2、5 0 0℃下热处理 4h可得纯相尖晶石型复合金属氧化物 Mg Fe2 O4;电导测量显示 ,该材料呈 n型半导体导电行为 . 60 0℃下热处理 4h所得纳米晶微粉制作的元件在 2 2 7℃工作温度下对 C2 H5OH有较高灵敏度和良好的选择性 .