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Nd2Fe14B/α-Fe纳米晶复合永磁材料的中子衍射结构分析及磁性研究

刘湘华 , 薛艳杰 , 周寿增 , 张莉 , 陈娜 , 肖红文 , 张百生 , 陈东风

功能材料

用真空快淬法制备Nd12Fe84B6非晶态薄带,经700℃真空退火处理,获得Nd2Fe14B/α-Fe双相纳米晶复合永磁材料.用中子衍射的方法对两种不同退火时间的样品进行室温相结构分析,并根据尺寸效应引起的衍射线展宽得到了晶粒的平均尺寸.研究结果表明:对退火时间为20min和90min的样品, Nd2Fe14B硬磁性相的平均晶粒大小分别为52.1nm和55.3nm,α-Fe软磁性相的平均晶粒大小分别为61.5nm和66.2nm;软、硬磁性相的晶粒大小几乎没有变化.随着退火时间的增加,Nd2Fe14B硬磁性相的体积分数增加,而α-Fe软磁性相的体积分数则减少.磁性测量及剩磁分析表明:90min的样品磁性能优于20min的样品,90min样品软、硬磁性相晶粒之间的交换耦合作用＞20min的样品.

关键词: 中子衍射 , 双相纳米永磁材料 , 交换相互作用

Tb0.3Dy0.7(Fe,M)1.95合金的声速和弹性模量与磁化磁场的关舷

周寿增 , 赵青 , 张文勇 , 张茂才 , 史振华 , 高学绪 , 乔韦 , 王润

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2001.01.023

研究了Tb0.3Dy0.7(Fe,M)1 95合金的声速v和弹性模量E与磁化磁场的关系.首次观测到出现Vmin和Emin值的磁场与出现Xmax和d33的磁场是一致的,均在20kA/m左右,这在工程上有重要意义,但这种关系的物理机制尚不清楚.

关键词: 声速 , 杨氏模量 , △E效应 , 稀土超磁致伸缩材料

气-固相反应法制备Sm_2Fe_(17)N_y永磁合金过程中氮原子的扩散

周寿增 , 于申军 , 张茂才 , 王润 , 林国标 , 尹有祥 , 林毅

金属学报

研究了氮原子在Ｓｍ_２Ｆｅ_（１７）合金中的扩散行为，测定了扩散温度、时间与样品平均氮含量的关系，以及氮原子在样品中的分布；计算了氮原子在Ｓｍ_２Ｆｅ_（１７）合金中的扩散频率因子Ｄ_０和扩散激活能Ｑ，运用扩散Ｆｉｃｋ第二定律计算了氮原子在Ｓｍ_２Ｆｅ_（１７）粉末颗粒内部的分布及其与扩散温度、扩散时间、颗粒尺寸之间的关系．理论计算与实验结果一致．

关键词: Ｓｍ_２Ｆｅ_（１７）Ｎ_ｙ永磁体 , gas-solid phase reaction , nitrogen atom , diffusion

Nd-Fe-B鳞片铸锭的显微组织与厚度及合金成分的关系

包小倩 , 李青华 , 张茂才 , 周寿增

功能材料

用近快冷凝固技术制备Nd28.6Dy0.5Pr0.5Fe69.2Nb0.2B1.0(简称A合金)、Nd29.0Pr0.5Fe69.1 Ga0.2Nb0.2B1.0(简称B合金)和Nd28.4Dy0.5Fe69.03Co0.86Zr0.288Nb0.28Al0.125B1.05(简称C合金)鳞片铸锭.鳞片铸锭的显微组织与其厚度有密切关系:厚度为0.20～0.30mm的鳞片铸锭,Nd2Fe14B主相片状晶厚度为3.0～4.0μm,富Nd相薄层均匀分布在片状晶之间,没有α-Fe枝晶的析出;厚度超过0.40mm的A、B鳞片铸锭,容易析出α-Fe枝晶,片状晶厚度增大.鳞片铸锭的显微组织与合金成分也存在密切关系:厚度超过0.40mm的鳞片铸锭,A、B合金中存在较多的α-Fe析出;而在较低稀土含量、同时添加Co、Nb和Zr的C合金中,却未观察到α-Fe析出.X射线衍射分析还表明,鳞片铸锭中Nd2Fe14B相沿＜001＞择优生长.

关键词: Nd-Fe-B , 鳞片铸锭 , 显微组织

热处理对Nd12.3Fe81.5Cu0.2B6快淬薄带组织和磁性能的影响

郭晓燕 , 高学绪 , 乔档 , 张茂才 , 周寿增

功能材料

研究了不同热处理制度对Nd12.3Fe81.5Cu0.2B6合金薄带的组织和磁性能的影响.结果表明在550℃,15min热处理后的合金薄带有最佳的磁性能,达到Jr=1.006T,Hci=793.7kA/m,(BH)max=146kJ/m3.与淬态样品相比,剩磁、矫顽力、磁能积分别提高了18.1%、48.7%、95.0%.用X射线衍射仪和VSM对Nd12.3Fe81.5Cu0.2B6合金淬态样和退火样进行了相分析,发现淬态样中存在少量非晶相,导致其性能偏低.随着退火温度的升高和退火时间的延长,Nd2Fe14B相晶粒长大,降低了晶粒间的交换耦合作用,导致磁性能下降.用TEM对550℃,15min热处理后的合金薄带研究发现:添加Cu后得到细小均匀、晶粒大小约为30nm的组织,并且大部分晶粒呈多面体形状.处理后的合金薄带中基本不合非晶相.

关键词: 热处理 , 快淬薄带 , 组织 , 磁性能

Nd-Fe-B磁体烧结致密化过程的研究

刘湘涟 , 周寿增

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2006.05.007

定量描述了Nd-Fe-B磁体的烧结致密化过程, 分析了有效稀土含量、合金粉末粒度与烧结致密化过程的关系, 讨论了Nd-Fe-B磁体烧结过程的致密化机制. Nd-Fe-B磁体烧结致密化过程可分为3个阶段, 即致密化过程迅速进行阶段、缓慢进行阶段、相对稳定阶段;随着烧结温度的上升, 第一阶段表现得更为突出, 第二阶段对应的烧结时间区段大大缩短. 有效稀土含量的提高、合金粉末粒度的减小显著促进Nd-Fe-B磁体烧结致密化过程. 主相颗粒重排以及主相颗粒长大与形状适位性变化是Nd-Fe-B磁体烧结过程的两类主要致密化机制, 而且后者对于Nd-Fe-B烧结磁体实现完全致密化起着决定性的作用.

关键词: Nd-Fe-B磁体 , 烧结 , 致密化 , 稀土

纳米复合Pr2Fe14B/α-Fe永磁材料的交换耦合作用研究

包小倩 , 周寿增 , 王佐诚 , 乔祎 , 张茂才

功能材料

用单辊熔体快淬法制备了由硬磁相Pr2Fe14B和软磁相α-Fe组成的纳米复合永磁薄带.根据剩磁曲线(δM-H曲线)系统研究了不同合金成分和不同工艺参数下纳米复合永磁材料晶粒间的交换耦合作用.

关键词: 纳米复合永磁 , 交换耦合 , 熔体快淬

Nb在单相Nd2Fe14B纳米晶合金晶化过程中的作用

隋延力 , 王占勇 , 包小倩 , 张茂才 , 周寿增

稀有金属材料与工程

利用X射线衍射、透射电镜和三维原子探针(three-dimensional atom probe,简称3DAP)等研究Nb在单相Nd2Fe14B纳米晶永磁合金的作用机制.结果表明,Nb的添加提高了合金的非晶形成能力和非晶的热稳定性,使得合金最佳晶化温度升高.三维原子探针分析表明,Nb一方面分布在非晶基体中,另一方面在淬态薄带中存在不同程度的偏聚,这些Nb富集区中存在大量B元素,稀土含量很少,甚至不存在,含有部分Fe元素.Nb富集区的存在阻碍新生Nd2Fe14B相的长大,使晶化后的组织细小且均匀,提高了合金的磁性能.

关键词: Nd-Fe-B , 纳米晶 , Nb , 晶化 , 三维原子探针

A Study of Grain Growth Kinetics in Sintered NdFeB Magnets

刘湘涟 , 何建平 , 董清飞 , 周寿增

稀土学报(英文版)

关键词:

热处理对双合金钕铁硼烧结磁体边界结构与磁性能的影响

孙绪新 , 包小倩 , 高学绪 , 张茂才 , 董清飞 , 周寿增

材料热处理学报

用双合金工艺将主合金粉(简称MB)与富稀土辅合金粉(简称SB)按不同比例混合制备一系列烧结Nd-Fe-B磁体.对主合金鳞片铸锭均匀化处理后,制备的磁体晶粒尺寸变粗,矫顽力下降.与烧结态相比,所有磁体回火后矫顽力提高,微观组织分析表明,主要是主相晶粒边界光滑、平直,富Nd相连续均匀分布于主相晶粒周围.但辅合金SB含量不同,回火提高矫顽力的程度不同,比如MB的矫顽力从1971kA/m仅仅增加到2053kA/m;添加6wt%SB后,矫顽力则从1998kA/m大幅提高到2880kA/m.

关键词: 烧结Nd-Fe-B , 回火 , 矫顽力 , 边界结构