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功能材料与器件学报 2010年第5期16卷 502-506页

作者：衣晓飞刘卫强岳明张东涛安徽大地熊新材料股份有限公司安徽231500 北京工业大学材料学院北京100124

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了不同稀土含量的新型烧结ndfeb磁体,为了对比,采用传统烧结工艺制备了相同成分的磁体。测量了磁体在高压湿热环境的腐蚀行为。结果表明SPS磁体的耐腐蚀性明显优于传统烧结磁体,而且随着稀土含量的降低... 详细信息

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了不同稀土含量的新型烧结ndfeb磁体,为了对比,采用传统烧结工艺制备了相同成分的磁体。测量了磁体在高压湿热环境的腐蚀行为。结果表明SPS磁体的耐腐蚀性明显优于传统烧结磁体,而且随着稀土含量的降低,烧结ndfeb磁体的耐腐蚀性能显著提高。

关键词：放电等离子烧结烧结ndfeb永磁高压加速腐蚀微观组织调整

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不同合金晶界扩散对烧结ndfeb永磁显微结构及性能的影响

不同合金晶界扩散对烧结NdFeB永磁显微结构及性能的影响

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作者：曾慧欣华南理工大学

学位级别：硕士

烧结ndfeb磁体广泛应用于国民经济的各个领域。5G通信技术、新能源汽车、风力发电等行业的快速发展,对ndfeb的矫顽力及其他方面的性能提出了更高的要求。在改善ndfeb磁体综合性能的同时,降低磁体成本也是目前主要的研究目标。晶界扩散... 详细信息

烧结ndfeb磁体广泛应用于国民经济的各个领域。5G通信技术、新能源汽车、风力发电等行业的快速发展,对ndfeb的矫顽力及其他方面的性能提出了更高的要求。在改善ndfeb磁体综合性能的同时,降低磁体成本也是目前主要的研究目标。晶界扩散技术通过将含稀土的单质或化合物以及共晶合金添加到主相的晶界,在主相周围形成稀土的硬磁壳层或者改善晶界相的分布,来提高磁体的矫顽力,同时减少稀土元素,特别是重稀土元素的含量。针对晶界扩散技术,目前工业上常用的扩散剂是重稀土Dy/Tb的单质或化合物。本论文以实现烧结ndfeb磁体晶界扩散技术的低成本和高性能为目标,使用不同类型合金作为晶界扩散剂,通过扩散工艺研究,提高了磁体的矫顽力。通过分析扩散前后磁体的显微组织和不同元素的扩散动力学,研究磁体矫顽力提升的物理机制。此外,还研究了晶界扩散对磁体的耐蚀性及力学性能等应用特性的影响。论文主要研究内容及结果如下:首先,使用不含重稀土的低熔点Pr-Al-Cu合金进行晶界扩散,在800℃?2 h-500℃?3h的热处理下,磁体的矫顽力从1000 kA/m提高到1714 kA/m。扩散后磁体的显微组织显示,主相周围形成了(Nd,Pr)-Fe-B相,晶界相的分布也得到了优化,共同促进了矫顽力的提高。扩散动力学的研究结果显示,Pr、Al、Cu三种元素中Pr在晶界中扩散最快。相比于原始磁体,晶界扩散后磁体的耐蚀性有所下降,显微硬度及抗压强度均有提高。其次,使用低成本的高丰量稀土(LaCe)-Al-Cu合金进行晶界扩散,在600℃?1 h-500℃?1 h热处理下,成功将磁体矫顽力从990 kA/m提高到1030 kA/m。显微组织及相的研究发现,La和Ce在晶界中有不同的表现行为,Ce能增加晶界的润湿性,但同时生成的REFe相恶化磁性能,La能减少REFe相的生成,但容易氧化并且分解出?-Fe相,弱化磁性能,不同La和Ce含量合金的扩散对矫顽力的影响是以上两种因素相互作用平衡的结果。扩散动力学的研究中发现,Ce在晶界中的扩散要稍快于La。扩散后磁体的腐蚀电位有所降低,显微硬度及抗压强度有所增加。最后,使用不含稀土的Al-Cu合金进行晶界扩散,在800℃?2 h-500℃?3 h热处理下,矫顽力从1000 kA/m提高至1125 kA/m。显微组织及相的研究发现,扩散进入晶界中的Al、Cu元素与晶界相反应形成的fcc-NdO相减少了反磁化畴的形核,同时优化了晶界相的分布,促进了矫顽力的提高。研究发现,经过Al-Cu合金扩散后磁体的耐蚀性有所提高,显微硬度和抗压强度也得到了提高。基于以上研究结果,本论文使用不同的低成本扩散剂进行晶界扩散,均成功实现了磁体矫顽力的提高,并通过实验和理论分析解释了扩散过程对矫顽力的影响。研究结果对于实现烧结ndfeb磁体的低成本、高性能化具有较重要的指导意义。

关键词：烧结ndfeb永磁晶界扩散显微组织耐蚀性力学性能

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铽纳米颗粒掺杂烧结高性能ndfeb永磁的研究

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稀有金属 2009年第6期33卷 821-824页

作者：菅志刚刘卫强曹爱利张东涛岳明张久兴北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

分别采用物理气相沉积和快淬—氢爆工艺制备了Tb纳米粉和主相Nd2Fe14B磁性粉末,研究了Tb纳米颗粒掺杂对烧结ndfeb永磁磁性能和微观结构的影响。结果表明,随着纳米Tb粉含量的增加,磁体的矫顽力逐渐升高,剩磁和磁能积则呈下降趋势。显微... 详细信息

分别采用物理气相沉积和快淬—氢爆工艺制备了Tb纳米粉和主相Nd2Fe14B磁性粉末,研究了Tb纳米颗粒掺杂对烧结ndfeb永磁磁性能和微观结构的影响。结果表明,随着纳米Tb粉含量的增加,磁体的矫顽力逐渐升高,剩磁和磁能积则呈下降趋势。显微组织研究表明,Tb元素富集在主相晶粒的边界层位置,这种分布方式不仅有效地提高了磁体的矫顽力,而且降低了Tb的添加量,从而减小了Tb的添加对磁体剩磁及磁能积的负面影响。

关键词：铽纳米颗粒烧结ndfeb永磁矫顽力富Nd相

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高温度稳定性烧结钕铁硼永磁材料的研究

高温度稳定性烧结钕铁硼永磁材料的研究

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第十四届中国包头·稀土产业论坛、中国稀土学会2022学术年会

作者：张家滕徐吉元孟睿阳刘静董生智钢铁研究总院有限公司功能材料研究院

自1984年问世以来,烧结ndfeb永磁材料以其优异的磁性能在新能源汽车、风力发电、轨道交通和国防军工等各领域有着广泛的应用,但烧结ndfeb磁体温度稳定性较差,这限制了其应用范围。近年来,对高温度稳定性磁体的研究进展缓慢,原因在于高... 详细信息

自1984年问世以来,烧结ndfeb永磁材料以其优异的磁性能在新能源汽车、风力发电、轨道交通和国防军工等各领域有着广泛的应用,但烧结ndfeb磁体温度稳定性较差,这限制了其应用范围。近年来,对高温度稳定性磁体的研究进展缓慢,原因在于高温度稳定的高Co含量磁体微观组织结构比较复杂,对其作用机理掌握程度不够,而早期的研究多集中在探讨元素的取代效果方面,对于其内在机理的解释与研究较少。我们通过向烧结ndfeb磁体中复合添加Co和Dy,制备了名义成分为（Pr,Nd,Dy）CoCuFeBM（M=Al,Ga,Zr）(wt.%)的磁体。通过多种表征方法对高Co含量磁体展开了系统性研究,发现了磁体内存在Co含量大于主相的富Co相以及Co含量低于主相的贫Co相;并证实了Cu和Co之间存在对立分布:回火后更均匀的富Cu富稀土相可以抑制Co聚集形成特定的含Co有害晶界相。为了消除含Co有害晶界相,尝试了采用晶界添加低熔点合金结合严格控制回火工艺的方法。结果发现此方法可以消除高Co含量磁体内的含Co有害晶界相,在几乎不降低剩磁的前提下,使磁体矫顽力得到了提升。综上,我们对高Co含量高温度稳定性烧结ndfeb永磁材料做了系统研究,确认了高Co含量烧结ndfeb磁体的相组成,揭示了组织变化规律;为高温度稳定性烧结ndfeb永磁材料的制备提供了理论依据。

关键词：烧结ndfeb永磁高温度稳定性含Co有害晶界相 Cu、Co对立分布矫顽力

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提高烧结ndfeb磁体晶界扩散效率的研究

提高烧结NdFeB磁体晶界扩散效率的研究

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作者：宋文玥华南理工大学

学位级别：硕士

ndfeb永磁在新能源、信息通讯和智能制造等领域有着广泛的应用。新能源汽车驱动电机、风电系统发电机等对ndfeb磁体的高温性能和矫顽力提出了更高的要求。晶界扩散技术通过将重稀土元素或稀土合金在热处理过程中沿晶界渗入磁体,在有效... 详细信息

ndfeb永磁在新能源、信息通讯和智能制造等领域有着广泛的应用。新能源汽车驱动电机、风电系统发电机等对ndfeb磁体的高温性能和矫顽力提出了更高的要求。晶界扩散技术通过将重稀土元素或稀土合金在热处理过程中沿晶界渗入磁体,在有效提高磁体矫顽力的同时,大幅降低重稀土含量,提高了磁体的性价比。如何进一步提高稀土扩散效率、增加扩散磁体厚度是目前需要解决的问题。本文开发了双合金扩散、选区扩散和异质扩散三种新型晶界扩散工艺,在大幅度提升ndfeb磁体矫顽力的同时,一定程度上突破了磁体厚度的限制,显著提高了重稀土元素的扩散效率。论文研究了晶界扩散对磁体显微组织影响,阐明了三种扩散方法的微观机制。主要研究内容与结论如下:提出用Pr-Al-Cu/Tb-Al-Cu双合金晶界扩散改善Tb元素的扩散效率。在扩散过程中,低熔点Pr-Al-Cu合金的扩散速率高于Tb-Al-Cu合金。Pr-Al-Cu合金扩散后形成大量连续的晶界相,为Tb元素后续扩散构建了有效通道。因此,双合金扩散后烧结ndfeb磁体的矫顽力从1040 k A/m提高到1911 k A/m,并获得了良好的磁滞回线方形度(91.31%)。而经相同成分Pr-Tb-Al-Cu单合金扩散的磁体,矫顽力仅提高到1832 k A/m,方形度仅为87.44%。微观结构表征表明,双合金扩散可避免形成过厚的晶界富Tb壳层,增加了Tb元素的扩散深度。形成了各向异性场更高的(Nd,Tb)FeB相和减弱磁交换耦合作用的连续晶界相是矫顽力增强的主要原因。开发了一种新型的选区晶界扩散技术,通过将低熔点Pr-Tb-Al-Cu合金涂覆在厚磁体的棱边和角上,实现磁体宏观边角的局部“强化”。经选区扩散后,厚度为12 mm的磁体矫顽力从1070 kA/m增加到1675 kA/m,每单位质量的Tb可实现465 k A/m的矫顽力增幅,是c面晶界扩散的1.6倍。表面全涂覆晶界扩散虽然可以进一步提高矫顽力,但Tb元素的利用效率低,且剩磁大幅度降低。显微组织表征和微磁模拟表明,棱边和顶角是磁体的易退磁区域,选区扩散可以有效阻止边角位置的反磁化畴形核及其快速长大。另外,通过Pr-Tb-Al-Cu合金扩散研究发现,与部分文献报道不同,对于润湿性较好的晶界扩散剂,沿各向异性磁体不同方向的晶界扩散,效果没有明显差别。根据反磁化畴会首先在c面顶角位置形核的微磁学模拟结果,提出了一种新的异质晶界扩散技术。将Tb-Al-Cu和Pr-Al-Cu两种合金分别涂覆在磁体两个c面的外围和中心区域,重点强化易形核部位,有效减少了重稀土用量。实验结果表明,磁体外围区域的矫顽力对整个磁体矫顽力影响更显著。异质扩散磁体矫顽力可达到1946 k A/m,显著高于Tb元素使用量更高的Tb-Al-Cu单合金扩散磁体(1798 k A/m)。通过优化异质扩散的两种合金的涂覆面积,可以有效调控磁体性能和提高性价比。本文开发的三种新型晶界扩散方法,均在提高烧结ndfeb磁体矫顽力的同时实现了Tb元素的高效利用,增加了扩散磁体的厚度,提高了磁体的性价比。相关工作为ndfeb磁体晶界扩散方法的创新提供了新的思路。

关键词：烧结ndfeb永磁晶界扩散显微组织磁性能

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