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热处理工艺对晶界扩散钕铁硼磁体显微组织和矫顽力的影响研究

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稀土 2025年

作者：黄敏丁勇王春国刘雷孙颖莉张健闫阿儒中国科学院宁波材料技术与工程研究所稀土永磁材料联合创新中心中科院磁性材料与器件重点实验室浙江省磁性材料与应用技术重点实验室中国科学院大学

通过磁控溅射的方法在Nd-Fe-B磁体表面分别制备了Tb70Cu10Al10Zn10和Tb100薄膜,研究了热处理工艺对两类扩散磁体微结构和矫顽力的影响。结果表明,经过高温热处理制备的Tb70Cu10Al10Zn10和Tb100扩散态磁体的矫顽力增幅分别为6.8k Oe和5.7... 详细信息

通过磁控溅射的方法在Nd-Fe-B磁体表面分别制备了Tb70Cu10Al10Zn10和Tb100薄膜,研究了热处理工艺对两类扩散磁体微结构和矫顽力的影响。结果表明,经过高温热处理制备的Tb70Cu10Al10Zn10和Tb100扩散态磁体的矫顽力增幅分别为6.8k Oe和5.7k Oe。在此基础上,各自继续进行低温回火形成的回火态磁体的矫顽力又分别增加1.4k Oe和0.5k Oe。两级热处理在多元扩散磁体中更有优势。显微组织分析表明,重稀土核壳结构是扩散态磁体矫顽力提升的重要原因,而连续薄层分布的晶界相是回火态磁体矫顽力进一步提升的关键因素。其中,对矫顽力增幅起主导作用的重稀土核壳结构形成于高温热处理阶段。但是,壳层厚度和壳层分布深度在低温回火阶段亦有微量调整,而晶界相形貌的优化只发生在低温回火阶段。与扩散态磁体相比,回火态磁体中分布的晶界相更细小弥散。特别是Tb70Cu10Al10Zn10回火态磁体,两级热处理优化了晶界相形貌分布,扩散源中微量元素的适度添加促进了连续薄层晶界相的形成,这也是其矫顽力进一步提升的根本原因。

关键词：热处理工艺钕铁硼磁控溅射晶界扩散矫顽力

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高矫顽力烧结钕铁硼永磁材料的进展及展望

热加工工艺 2025年第1期54卷 24-27,32页

作者：闫一诺严红燕井振威李慧梁精龙华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

作为第三代稀土永磁材料,烧结钕铁硼(Nd-Fe-B)具有超高的磁性能,但由于居里温度低和较差的热稳定性,严重限制其在高温行业的应用。随着新能源汽车与风力发电等领域的飞快发展,对高矫顽力烧结钕铁硼永磁材料的需求显著增加。为克服热退... 详细信息

作为第三代稀土永磁材料,烧结钕铁硼(Nd-Fe-B)具有超高的磁性能,但由于居里温度低和较差的热稳定性,严重限制其在高温行业的应用。随着新能源汽车与风力发电等领域的飞快发展,对高矫顽力烧结钕铁硼永磁材料的需求显著增加。为克服热退磁效应,进一步扩大烧结钕铁硼磁体在高温下的应用,开发新技术来提高磁体矫顽力成为当前的研究热点。本文综述了晶粒细化、晶界掺杂和晶界扩散技术的研究进展,并对高矫顽力烧结钕铁硼永磁材料的发展趋势进行了展望。

关键词：烧结钕铁硼永磁材料矫顽力晶粒细化晶界掺杂晶界扩散

在开磁路中利用抽运-检测型铷原子磁力仪测量软磁材料的矫顽力

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物理学报 2022年第24期71卷 213-222页

作者：缪培贤王涛史彦超高存绪蔡志伟柴国志陈大勇王建波兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000 兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室兰州730000

报道了在开磁路中利用抽运-检测型铷原子磁力仪测量软磁材料矫顽力的实验装置和方法.磁屏蔽筒中的本底磁场、磁化线圈和软磁样品在铷泡空间位置产生的磁场均平行于磁屏蔽筒的轴线方向;扫描磁化线圈中的电流实现软磁样品的磁化和退磁,用... 详细信息

报道了在开磁路中利用抽运-检测型铷原子磁力仪测量软磁材料矫顽力的实验装置和方法.磁屏蔽筒中的本底磁场、磁化线圈和软磁样品在铷泡空间位置产生的磁场均平行于磁屏蔽筒的轴线方向;扫描磁化线圈中的电流实现软磁样品的磁化和退磁,用抽运-检测型铷原子磁力仪分别在磁化线圈中有样品和无样品的条件下测量铷泡空间位置处的磁场;在相等电流值条件下,用有样品测得的磁场值减去无样品测得的磁场值,获得软磁样品在铷泡空间位置产生的磁场,用软磁样品在铷泡位置处产生磁场为零来判定其磁化强度由饱和值减小到零的条件,用磁滞回线计算出样品的平均矫顽力.采用本文提出的测量装置和方法测量带状坡莫合金软磁样品的矫顽力,10次测量的平均值为40.63 A/m,矫顽力测量再现性以相对标准偏差表示为0.16%,该方法具有无零点漂移、复现性好、测量速度快、原位测量等优点.

关键词：原子磁力仪抽运-检测软磁材料矫顽力

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HDDR各向异性NdFeB矫顽力机理的研究

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稀有金属材料与工程 2003年第7期32卷 490-493页

作者：岳明刘旭波肖耀福张久兴周美玲左铁镛北京工业大学北京100022 北京科技大学北京100083

研究了HDDR各向异性NdFeB永磁材料的矫顽力机理。通过对材料磁化过程的研究以及对其显微组织结构的观察分析,发现其矫顽力机制起源于畴壁挣脱主相Nd2Fe14B晶粒边界以及晶粒团边界富钕相的钉扎机制,其中富钕相对材料畴壁的钉扎是决定其... 详细信息

研究了HDDR各向异性NdFeB永磁材料的矫顽力机理。通过对材料磁化过程的研究以及对其显微组织结构的观察分析,发现其矫顽力机制起源于畴壁挣脱主相Nd2Fe14B晶粒边界以及晶粒团边界富钕相的钉扎机制,其中富钕相对材料畴壁的钉扎是决定其矫顽力的关键因素。通过理论计算,其结果与材料实际的矫顽力十分接近。此外,还进行了验证性实验并提出了改善材料矫顽力的途径。

关键词： NdFeB 矫顽力富钕相钉扎

利用Pr_(70)Cu_(30)晶界扩散改善烧结钕铁硼废料矫顽力的研究

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物理学报 2018年第6期67卷 222-230页

作者：肖俊儒刘仲武楼华山詹慧雄华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 柳州职业技术学院机电工程学院柳州545000 广东裕通新材料科技有限公司潮州515738

钕铁硼磁体制备过程中出现的部分块体废料由于矫顽力较低,性能难以满足使用要求.本文主要通过晶界扩散技术来提高废料磁体的矫顽力.采用Pr_(70)Cu_(30)合金作为扩散介质,对烧结钕铁硼废料磁体进行了晶界扩散处理,研究了扩散温度、扩散... 详细信息

钕铁硼磁体制备过程中出现的部分块体废料由于矫顽力较低,性能难以满足使用要求.本文主要通过晶界扩散技术来提高废料磁体的矫顽力.采用Pr_(70)Cu_(30)合金作为扩散介质,对烧结钕铁硼废料磁体进行了晶界扩散处理,研究了扩散温度、扩散时间和回火时间对扩散后的磁体性能的影响.结果显示,800℃下扩散3 h,磁体的矫顽力从原来的7.88 kOe(1 Oe=79.5775 A/m)提升至11.55 kOe,提升幅度为46.6%,同时剩磁没有明显降低.扩散后回火对矫顽力的提升有一定的作用.800℃下扩散4h后的磁体在500℃回火3h后,最高矫顽力可达11.97 kOe,比原磁体废料提高了51.9%,接近成品磁体的水平.显微组织分析证实了晶界扩散的作用.扩散处理后的磁体中,主相晶粒间形成了连续晶间相,起到有效的磁隔离作用,有利于矫顽力的提高.研究还发现,Pr_(70)Cu_(30)晶界扩散虽然可以使磁体腐蚀电位上升,但也会增加腐蚀电流密度,不利于磁体抗腐蚀性的改善.本文工作对于提高材料的成品率具有重要意义.

关键词：钕铁硼废料晶界扩散矫顽力抗腐蚀性

Fe_(40—45)Cr_(30—35)Co_(20—25)MO_(0—4)Zr_(0—2)合金微观结构对矫顽力的影响

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物理学报 2005年第9期54卷 4389-4394页

作者：李腾李卫潘伟李岫梅钢铁研究总院功能材料研究所北京100081

研究了高矫顽力型FeCrCo合金的磁性和微观结构.实验结果表明,适当的合金成分及热处理条件可以明显提高FeCrCo合金的矫顽力.通过透射电镜、x射线衍射等手段得出结论主体元素含量的提高和微量元素的掺杂可以有效地控制相的组成,磁场热处... 详细信息

研究了高矫顽力型FeCrCo合金的磁性和微观结构.实验结果表明,适当的合金成分及热处理条件可以明显提高FeCrCo合金的矫顽力.通过透射电镜、x射线衍射等手段得出结论主体元素含量的提高和微量元素的掺杂可以有效地控制相的组成,磁场热处理导致强磁性相和弱磁性相的分离,回火后形成起磁硬化作用的调幅结构.该调幅结构中较大的两相成分差有利于提高FeCrCo合金的矫顽力.

关键词：矫顽力调幅分解磁场热处理两相结构成分差 Co合金高矫顽力微观结构 Fe 调幅结构热处理条件 x射线衍射透射电镜

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应力对铁磁薄膜磁滞损耗和矫顽力的影响

物理学报 2013年第5期62卷 412-417页

作者：郭子政胡旭波华南农业大学理学院应用物理系广州510642

改进了JA-SW混合模型,使之能处理具有两种单轴各向异性的磁体.数值研究了面内应力对铁磁薄膜磁滞损耗和矫顽力的影响.结果表明,磁滞损耗和矫顽力与应力强度和应力施加方向以及外场取向有关.磁滞损耗或矫顽力随应力强度变化的关系曲线并... 详细信息

改进了JA-SW混合模型,使之能处理具有两种单轴各向异性的磁体.数值研究了面内应力对铁磁薄膜磁滞损耗和矫顽力的影响.结果表明,磁滞损耗和矫顽力与应力强度和应力施加方向以及外场取向有关.磁滞损耗或矫顽力随应力强度变化的关系曲线并不完全是单调增加的,比如当外场与易轴方向平行时会出现弯曲.另外,应力会造成矫顽力随外场取向角关系曲线的峰值偏移.结果与文献资料进行了广泛对比并对其差异进行了解释.

关键词： JA-SW混合模型磁滞损耗矫顽力应力

三元Co_(79)Zr_(18)Cr_3合金中高矫顽力

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物理学报 2014年第8期63卷 394-399页

作者：侯志鹏苏峰王文全吉林大学物理学院长春130023

通过在Co_(82)Zr_(18)合金中添加过渡族元素Cr的方法,利用快淬工艺,制备出了Co_(82-x)Zr_(18)Cr_x(x=0,2,3,4)快淬合金薄带,利用磁性测量、X光衍射、热磁分析、扫描电子显微镜,对其磁性能、相组成、微结构进行了研究,实验结果表明,在Co_... 详细信息

通过在Co_(82)Zr_(18)合金中添加过渡族元素Cr的方法,利用快淬工艺,制备出了Co_(82-x)Zr_(18)Cr_x(x=0,2,3,4)快淬合金薄带,利用磁性测量、X光衍射、热磁分析、扫描电子显微镜,对其磁性能、相组成、微结构进行了研究,实验结果表明,在Co_(82)Zr_(18)合金中添加少量的Cr可以使其矫顽力(iHc)显著提高,其中,Co_(79)Zr_(18)Cr_3快淬薄带经600℃退火处理后iHc=6.5 kOe.相分析发现,600℃退火后的Co_(79)Zr_(18)Cr_3快淬薄带由单一Co_(11)Zr_2相组成,Cr原子进入到了Co_(11)Zr_2相的晶格之中替换了原子半径相对较小的Co原子,这导致了Co_(11)Zr_2居里温度(T_C)的降低却使其磁晶各向异性场(Ha)显著提高;另一方面,通过微结构研究发现,未退火的Co_(79)Zr_(18)Cr_3快淬薄带由50—80 nm的等轴晶粒组成,经600℃退火后,其晶粒形态并未发生改变然而晶粒尺寸却增长到400—500nm。

关键词： Co-Zr-Cr合金薄带矫顽力 Co11Zr2相热处理

混合磁性薄膜矫顽力及阶梯效应的微磁学及Monte Carlo研究

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物理学报 2004年第9期53卷 3177-3185页

作者：翁臻臻冯倩黄志高都有为福建师范大学物理与光电信息科技学院南京大学固体微结构国家重点实验室南京210093 南京大学固体微结构国家重点实验室

采用能量极小原理的微磁学及MonteCarlo方法对铁磁反铁磁混合磁性薄膜的磁特性进行了模拟计算 ,研究了基态下系统的磁滞回线、自旋组态及铁磁交换作用常数JAA、单轴各向异性常数K、偶极相互作用常数D和铁磁性原子掺杂量X对矫顽力Hc 的... 详细信息

采用能量极小原理的微磁学及MonteCarlo方法对铁磁反铁磁混合磁性薄膜的磁特性进行了模拟计算 ,研究了基态下系统的磁滞回线、自旋组态及铁磁交换作用常数JAA、单轴各向异性常数K、偶极相互作用常数D和铁磁性原子掺杂量X对矫顽力Hc 的影响 .同时还模拟计算了矫顽力Hc 的温度特性 .模拟结果表明 ,在混合磁性薄膜中磁滞回线存在明显的阶梯效应 ,利用简单的Ising模型揭示这种阶梯效应主要起源于包含不同反铁磁原子的掺杂量的不同尺寸的原子团对外加磁场所产生不同响应 ;在基态下当 0 5≤X≤ 1 0时矫顽力Hc 随K ,JAA 的增大而增大 ,但随D增大而减小 ;Hc 随X的变化存在极大值 .这些结果很好地解释了具有反铁磁耦合的颗粒膜的实验事实 .不同X下矫顽力随温度的变化规律可以用Tα 律很好地描述。

关键词：混合磁性薄膜矫顽力阶梯效应微磁学蒙特卡罗分析磁滞回线自旋组态