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铜模吸铸Nd9Fe83-xTi4C4Bx(x=10～15)合金组织演化和磁性能的研究

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中国稀土学报 2014年第3期32卷 316-321页

作者：姜小丽蒋远霞潘晶刘新才宁波大学宁波市新型功能材料及其制备科学重点实验室、材料科学与化学工程学院浙江宁波315211

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... 详细信息

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。

关键词：铜模吸铸 Nd2Fe14B Fe3B型纳米复合磁体微观结构退火处理磁性能稀土

铜模吸铸Nd2Fe14B/Fe3B型纳米晶复合材料的研究

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铜模吸铸Nd2Fe14B/Fe3B型纳米晶复合材料的研究

作者：蒋远霞宁波大学

学位级别：硕士

本文采用铜模吸铸法制备了中B含量的NdFeTiCB(x=105)块体合金，采用XRD、SEM、VSM和PPMS等测试手段研究了不同B含量和退火条件对合金的相组成、微观结构和磁性能的影响。结果表明：铜模吸铸得到厚度为0.5.2mm的铸态NdFeTiCB(x=105)合... 详细信息

本文采用铜模吸铸法制备了中B含量的NdFeTiCB(x=105)块体合金，采用XRD、SEM、VSM和PPMS等测试手段研究了不同B含量和退火条件对合金的相组成、微观结构和磁性能的影响。结果表明：铜模吸铸得到厚度为0.5.2mm的铸态NdFeTiCB(x=105)合金的微观组织主要由NdFeB、α–Fe、FeB、未知相、TiC相以及亚稳相NdFeB组成。从其微观组织可以看出，有一部分晶粒粘连在一起，使磁体的磁性能变差;在NdFeTiCB合金的微观结构中有少量的非晶相存在。铸态NdFe83-xTiCBd(x=105)合金表现为硬磁性能，其中综合磁性能最佳的合金是厚约1mm的NdFeTiCB磁体：最大磁能积(BH)max为6.005kJ/m，矫顽力H为28.572kA/m，剩磁B为0.435T。对厚度为0.5.2mm的铸态NdFeTiCB(x=105)在不同的条件下进行晶化热处理之后发现：B含量为10at%时，铜模吸铸NdFeTiCB10合金退火后的磁性能略有下降，在铸态时有最佳的磁性能;B含量为114at%时，铜模吸铸NdFe83-xTiCBd(x=114)合金的最佳退火条件为600℃–5min钟;B含量为15at%时，铜模吸铸NdFeTiCB合金的最佳退火条件为670℃–10min钟。所以B含量不同，使得铸态组织的相组成不同，从而合金的最佳退火条件也不一样。其中600℃–5min钟退火热处理后的厚度约为0.5mm的NdFe71TiCB12磁体表现出最佳的磁性能：最大磁能积(BH)max为11.827kJ/m，矫顽力H为98.119kA/m，剩磁B为0.417T;670℃–10min钟退火热处理后NdFeTiCB磁体的磁性能为最大磁能积(BH)max=5.411kJ/m，矫顽力H=74.166kA/m，剩磁B=0.299T。本文将铜模吸铸中B的NdFeTiCB(x=105)合金与课题组上届研究生所做的铜模吸铸高B的NdFeCoZrCB铸态合金进行了对比。本文还将上届研究生所制得的铜模吸铸高B的NdFeCoZrCB合金在600℃–5min钟和670℃–10min条件下进行退火处理，并测试了其磁性能。结果表明：铸态的NdFeCoZrCB合金在600℃–5min钟和670℃–10min钟进行退火处理之后，磁体表现出硬磁性能，但其值都偏低。其中在600℃–5min钟热处理之后的磁性能比670℃–10min钟的稍高，其值为最大磁能积(BH)max=0.581kJ/m3，矫顽力H=17.905kA/m，剩磁B=0.127T。

关键词：铜模吸铸磁性能纳米复合磁体合金成分

添加铌对铜模吸铸Nd_9Fe_(81-x-y)Ti_4C_2B_xNb_y(x=11,13,15;y=0,4)合金铸态组织及其晶化行为的影响

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中国稀土学报 2014年第6期32卷 685-693页

作者：姜小丽潘晶刘新才肖晓燕詹玉勇杨梦琳宁波大学宁波市新型功能材料及其制备科学重点实验室材料科学与化学工程学院浙江宁波315211

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... 详细信息

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。

关键词：铜模吸铸 Nd2Fe14B/Fe3B型纳米复合合金 Nb元素添加铸态组织晶化行为

添加Nb对铜模吸铸Nd9Fe81-xTi4C2BxNb4(x=11,13,15)合金的影响

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添加Nb对铜模吸铸Nd9Fe81-xTi4C2BxNb4(x=11,13,15)合金的影响

作者：姜小丽宁波大学

学位级别：硕士

本文采用铜模吸铸法制备了厚度为0.7mm的Nd9Fe81-xTi4C2BxNb4(x=11,13,15)合金，研究了其相组成、晶化行为和磁性能;探讨了不同B含量对Nd9Fe81-xTi4C2BxNb4(x=11,13,15)合金铸态组织的影响;探讨了Nb添加对合金铸态组织及晶化行为的影响... 详细信息

本文采用铜模吸铸法制备了厚度为0.7mm的Nd9Fe81-xTi4C2BxNb4(x=11,13,15)合金，研究了其相组成、晶化行为和磁性能;探讨了不同B含量对Nd9Fe81-xTi4C2BxNb4(x=11,13,15)合金铸态组织的影响;探讨了Nb添加对合金铸态组织及晶化行为的影响;同时研究不同退火条件(退火温度和退火时间)对合金相组成、微观结构和磁性能的影响。结果表明：对Nd9Fe81-xTi4C2BxNb4(x=11,13,15)合金相组成进行分析，相比于Nd9Fe83-xTi4C4Bx(x=11,13,15)合金铸态组织，Nb添加后抑制了Nd2Fe23B3非平衡相、Nd1.1Fe4B4非磁性相和未知相的析出，促进Nd2Fe14B、α–Fe相的生成，且Nb添加促进了合金凝固过程中晶体相的形成。两类合金随着B含量的增加，Fe3B相的相对含量逐渐增加，α-Fe相的相对含量逐渐减小，同时细化晶粒。 Nb添加对Nd9Fe81-xTi4C2BxNb4(x=11,13,15)合金晶化行为的研究表明，添加Nb后，合金的晶化过程由原来Nd9Fe83-xTi4C4Bx(x=11,13,15)合金的异相同温晶化变为两步晶化。且添加Nb后合金的非晶形成能力降低。同时，分析表明Nb的添加改变了B含量对非晶稳定性的影响，非晶稳定性由未添加Nb时随B含量增加先增加后减小转变为添加Nb后随B含量的增加先减小后增大。 Nb添加对Nd9Fe81-xTi4C2BxNb4(x=11,13,15)合金铸态组织磁性能的研究表明，添加Nb后合金铸态组织的矫顽力均提高，其中Nd9Fe66Ti4C2B15Nb4合金铸态组织获得最好的磁性能：Br=0.32T，Hci=116.66kA/m，(BH)max=6.59kJ/m3。不论是否添加Nb，合金矫顽力均随B含量的增加而增加。将Nd9Fe81-xTi4C2BxNb4(x=11,13,15)合金在不同的退火条件下进行退火处理。Nd9Fe70Ti4C2B11Nb4合金在973K×10min条件下获得了最佳磁性能： Hci=203.13kA/m，(BH)max=11.86kJ/m3，Br=0.39T。其最佳热处理温度比第二个放热峰的初始晶化温度(Tx2)高出63K。Nd9Fe66Ti4C2B15Nb4合金在988K×10min条件下获得了最佳磁性能：Hci=279.19kA/m，(BH)max=15.49kJ/m3，Br=0.43T。其最佳热处理温度比Tx2高出60K。Nd9Fe68Ti4C2B13Nb4合金在983K×10min条件下获得了最佳磁性能：Hci=155.11kA/m，(BH)max=18.73kJ/m3，Br=0.63T。其最佳热处理温度比Tx2高出41K。与本课题组前期研究的退火条件对铜模吸铸Nd9Fe83-xTi4C4Bx(x=105)合金的影响所得各合金成分的最佳退火条件对比，添加Nb后合金的最佳退火温度要高，退火时间要长。

关键词：铜模吸铸晶化行为退火处理磁性能微观结构

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冶金法制备低成本锂离子电池Cu-Si负极

电池 2022年第3期52卷 243-247页

作者：史傲迪郑淞生陈思王兆林厦门大学能源学院福建厦门361102

硅是一种理想的锂离子电池负极材料,但在嵌脱锂时体积变化巨大,容易崩解;铜用做商用锂离子电池的负极集流体,本身不具备储锂能力,但导电性和延展性良好。采用冶金法制备Cu-Si合金负极,对比常温冷却与铜模吸铸法快速冷却制备样品的性能... 详细信息

硅是一种理想的锂离子电池负极材料,但在嵌脱锂时体积变化巨大,容易崩解;铜用做商用锂离子电池的负极集流体,本身不具备储锂能力,但导电性和延展性良好。采用冶金法制备Cu-Si合金负极,对比常温冷却与铜模吸铸法快速冷却制备样品的性能差异。30℃下,Cu-Si母合金以0.10 C在0.01~1.20 V(vs.Li/Li^(+))循环20次,比容量从3228 mAh/g衰减到约700 mAh/g;20次循环后,容量衰减缓慢,基本稳定在690~700 mAh/g。母合金的比容量在前20次循环的衰减幅度大于铜模吸铸样品,原因是铜模吸铸样品冷却速率高、晶粒更细,具有更高的充放电稳定性。随着充放电次数增加,铜模吸铸样品的容量衰减幅度比母合金更大,主要是因为铜模吸铸过程冷却速率很快,晶体组织内部产生较大的残余热应力,与硅嵌锂产生的体积膨胀发生耦合作用,加速局部硅颗粒的失效,产生“死硅”现象。

关键词：锂离子电池硅负极死硅 Cu-Si合金铜模吸铸

微合金化对Ti基非晶复合材料的组织和力学性能的影响

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功能材料 2015年第19期46卷 19098-19100,19105页

作者：赵燕春赵志平袁小鹏寇生中李春燕罗文涛兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学温州泵阀工程研究院浙江温州325105

采用悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备了(Ti0.5Ni0.5-xZrx)80Cu20(x=0,0.02,0.04,0.06和0.08)。通过对Zr的添加量的控制制备具有组织连续梯度的非晶复合材料,研究其组织和力学行为及微量Zr的添加对此非晶复合材料的组织和力学性能的影响。... 详细信息

采用悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备了(Ti0.5Ni0.5-xZrx)80Cu20(x=0,0.02,0.04,0.06和0.08)。通过对Zr的添加量的控制制备具有组织连续梯度的非晶复合材料,研究其组织和力学行为及微量Zr的添加对此非晶复合材料的组织和力学性能的影响。结果表明,凝固过程的温度梯度决定了复合材料的组织梯度,由表及里,主要为非晶相、马氏体相和奥氏体树枝晶相。铸态非晶基体上析出了B2-Ti(Ni,Cu)过冷奥氏体相和B19’-Ti(Ni,Cu)热诱发马氏体相,加载断裂后应力诱发马氏体相变,马氏体衍射峰比铸态增强且马氏体择优取向。随着Zr的不断添加,此系列非晶合金非晶形成能力先提高后降低,奥氏体含量不断下降,相变诱发塑性减弱,从而塑性逐级递减,强度先升高后降低。

关键词：微合金化非晶复合材料铜模吸铸力学性能

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锆基非晶合金与金属纤维网的复合工艺研究

铸造 2013年第5期62卷 424-429页

作者：徐冲寇生中李春燕赵燕春邢秋伟蒋维科李超兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室甘肃兰州730050

采用压差铜模吸铸法在水冷铜坩埚中成功制备了铜网、不锈钢网与锆基非晶合金复合的新材料,采用X射线衍射及金相试验对其结构进行了表征,通过准静态力学性能试验对样品的力学性能进行了研究,并对准静态力学性能试验产生的压缩断口进行了... 详细信息

采用压差铜模吸铸法在水冷铜坩埚中成功制备了铜网、不锈钢网与锆基非晶合金复合的新材料,采用X射线衍射及金相试验对其结构进行了表征,通过准静态力学性能试验对样品的力学性能进行了研究,并对准静态力学性能试验产生的压缩断口进行了扫描分析。结果表明,在不同吸铸功率下制备的样品中,吸铸功率为8 kW时材料的综合力学性能最好,其压缩极限强度达到1 542 MPa,弹性应变为2.9%,塑性应变为10.6%,其断口扫描图中出现的与塑性相关的脉状纹不断增多,甚至交互成韧窝。

关键词：锆基非晶合金纤维增韧铜模吸铸

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快速凝固A356的时效研究

快速凝固A356的时效研究

作者：路冬辰南昌大学

学位级别：硕士

铜模吸铸成型工艺以较高的冷却速率获得良好的组织,结合时效处理使材料性能得到极大提升。凝固条件对于微观组织的尺寸和形貌具有重要影响,较大的过冷度能极大的提高冷却速率,减少偏析。在非平衡凝固条件下,本文以A356作为实验材料,对... 详细信息

铜模吸铸成型工艺以较高的冷却速率获得良好的组织,结合时效处理使材料性能得到极大提升。凝固条件对于微观组织的尺寸和形貌具有重要影响,较大的过冷度能极大的提高冷却速率,减少偏析。在非平衡凝固条件下,本文以A356作为实验材料,对合金凝固组织变化方面的规律以及非平衡凝固组织在时效处理过程中发生的时效强化行为进行了探索,分析了在铜模吸铸成型工艺过程和时效处理过程中合金微观组织演变的规律及其对力学性能的影响,探索出效果良好的时效处理工艺。首先,聚焦于这样两个方面的影响,本文对铜模吸铸成型工艺进行了探索:其一为力学的性能;其二为合金晶粒的尺寸和形貌。其晶粒形状因子和当量直径分别为0.71和12.65um,抗拉强度达到203.4MPa;分析DSC曲线发现,铜模吸铸成型工艺后的材料无固溶吸热峰,即材料不用做固溶处理,铜模吸铸工艺本身获得过饱和熔体。然后,分析了时效处理温度和时间对材料微观组织和力学性能的影响,得出了最佳时效处理工艺和处理参数对于组织结构的影响。当时效温度较低时,随着时效处理时间的增加力学性能呈不断上升趋势;当时效温度较高时,当时效处理时间达到最优后,随着时效处理时间的增长力学性能迅速下降。

关键词： A356铝合金铜模吸铸时效微观组织性能

喷射沉积法和吸铸法制备镧基非晶合金的退火晶化组织分析

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铸造技术 2016年第4期37卷 630-633页

作者：谌俊刘宗峰张黎清远职业技术学院机电工程学院广东清远511510 德国克朗斯股份有限公司北京代表处北京100000

通过X射线衍射仪和场发射扫描电镜等实验设备,对比分析了喷射沉积法和铜模吸铸法制备的La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)非晶合金的晶化过程和在不同退火温度下的晶化组织。结果表明沉积态La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)非晶合金晶化主要析出纳... 详细信息

通过X射线衍射仪和场发射扫描电镜等实验设备,对比分析了喷射沉积法和铜模吸铸法制备的La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)非晶合金的晶化过程和在不同退火温度下的晶化组织。结果表明沉积态La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)非晶合金晶化主要析出纳米级的Al、Al Ni、La和未知相,析出相呈均匀分布,组织结构较好,而吸铸态La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)非晶合金晶化后析出La和La(Cu,Ni)相,析出相颗粒尺寸大小不一,且分布不均匀,从而证明喷射沉积法作为La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)块体非晶合金的制备方法,具有一定的优势。

关键词：喷射沉积非晶合金晶化铜模吸铸组织结构