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高性能La-Co共替代M型永磁铁氧体的磁各向异性增强机理研究进展

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物理学报 2024年第12期73卷 35-59页

作者：刘若水王利晨俞翔孙洋何诗悦赵同云沈保根中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院赣江创新研究院赣州341119 中国科学技术大学稀土学院合肥230026

自20世纪末以来,La-Co共替代的M型铁氧体备受关注,已成为高性能永磁铁氧体的基础材料.Co2+的未淬灭轨道矩被认为是增强铁氧体单轴各向异性的原因,但其微观作用机理尚未完全解释清楚.为了满足铁氧体材料日益增长的性能需求,理解其磁各向... 详细信息

自20世纪末以来,La-Co共替代的M型铁氧体备受关注,已成为高性能永磁铁氧体的基础材料.Co2+的未淬灭轨道矩被认为是增强铁氧体单轴各向异性的原因,但其微观作用机理尚未完全解释清楚.为了满足铁氧体材料日益增长的性能需求,理解其磁各向异性增强机理至关重要,并寻求从根源上的提升、低成本和高效的方法,以制定开发高性能产品的指导原则.本文综述了一系列研究工作,旨在确定Co离子在晶格中的取代位置,这是增强磁各向异性的关键.这些研究为进一步提高永磁铁氧体的磁性能提供了重要的材料设计参考.

关键词：永磁铁氧体 La-Co 共替代磁晶各向异性 Co 占位

二次热处理对超因瓦合金磁性能与热膨胀系数的影响

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金属功能材料 2024年

作者：沈鑫腾王春国朱剑威李斌孙颖莉稀土永磁材料联合创新中心中国科学院磁性材料与器件重点实验室中国科学院宁波材料技术与工程研究所北京航天控制仪器研究所

研究了二次热处理对成品超因瓦合金的磁性能与热膨胀特性的影响。在900～1 100℃的温度范围内进行二次热处理,优化了合金的微观组织结构。XRD表征结果显示,合金在热处理前后均具有fcc相结构,并无新的相生成,但晶面取向更加明显。EBSD表... 详细信息

研究了二次热处理对成品超因瓦合金的磁性能与热膨胀特性的影响。在900～1 100℃的温度范围内进行二次热处理,优化了合金的微观组织结构。XRD表征结果显示,合金在热处理前后均具有fcc相结构,并无新的相生成,但晶面取向更加明显。EBSD表征结果显示,二次热处理后,合金晶粒显著增大,位错孪晶数量明显减少,晶粒均匀性有所改善。MFM表征结果显示,二次热处理后,合金磁畴尺寸增大,强度降低,细小畴发生宽化合并,畴壁数量减少。磁性能和热膨胀系数测试结果显示,随着二次热处理温度的升高,合金的磁性能明显改善,同时,热膨胀系数（CTE）也明显增大。然而,研究发现T1050样品表现出高磁性能低CTE特性,通过测量分析-20～120℃下样品B2,500-T线,发现T1050样品B2,500随温度升高的衰减大于其他样品,这可能是其具有高磁性能低CET特性的一个原因。

关键词：超因瓦合金磁性能热膨胀系数二次热处理

DyF_(3)对三明治结构热变形NdFeB磁体温度稳定性和耐腐蚀性能的影响

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功能材料 2024年第1期55卷 1098-1102,1110页

作者：黄宜平剧锦云陈仁杰宋婷婷浙江海洋大学海洋工程装备学院浙江舟山316022 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浙江宁波315201

为了提高热变形NdFeB磁体的热稳定性和耐腐蚀性能,设计了一种添加DyF_(3)的三明治结构热变形磁体。通过对磁体上下端添加不同含量DyF_(3)粉末,调控磁体上下端晶界相的相组成、结构及成分,提高磁体的耐腐蚀性能,另一方面Dy元素部分扩散... 详细信息

为了提高热变形NdFeB磁体的热稳定性和耐腐蚀性能,设计了一种添加DyF_(3)的三明治结构热变形磁体。通过对磁体上下端添加不同含量DyF_(3)粉末,调控磁体上下端晶界相的相组成、结构及成分,提高磁体的耐腐蚀性能,另一方面Dy元素部分扩散进入主相,形成了(Nd,Dy)_(2)Fe_(14)B相提高磁体磁晶各向异性场,优化热变形磁体的温度稳定性。利用脉冲磁场磁强计测试三明治结构热变形磁体的磁性能,得到高达2.16 T的矫顽力。利用电化学工作站测试三明治结构热变形磁体的极化曲线,其腐蚀电流速率较基体降低一个数量极。失重实验测试168 h后,近表面添加5%(质量分数)DyF_(3)的三明治结构热变形磁体单位表面积失重(0.061 mg·cm^(-2))远低于基体单位表面积失重(1.172 mg·cm^(-2))。微观结构分析表明,富Nd相和F元素、O元素和Dy元素分别生成NdF_(3)和Dy_(2)O_(3)化合物。XRD分析表明三明治结构热变形磁体上下端添加DyF3后织构会变差。该研究为提高热变形NdFeB磁体的温度稳定性和耐腐蚀性提供了一个新思路。

关键词：三明治结构热变形NdFeB 耐腐蚀性能温度稳定性

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湿法回收钕铁硼永磁废料研究现状及展望

稀土 2024年第1期45卷 16-35页

作者：谢美英杨帆孙仲轩赵志钢薛丽燕王凯先江正明中国科学院福建物质结构研究所福建福州350002 厦门稀土材料研究所福建厦门361021 宁波(北仑)中科海西产业技术创新中心浙江宁波315825 中稀(成都)稀土新材料科技有限公司四川成都610042 中科新镧系(厦门)科技有限公司福建厦门361021

钕铁硼(NdFeB)永磁废料通常含有20%~40%的Nd、Pr、Dy、Tb等稀土有价元素,具有很高的回收价值。湿法回收因具有原料适用性广、回收率高、产品纯度高、工艺成熟等优点,被认为是最具潜力的回收方法。本文阐述了NdFeB永磁废料的回收潜力,总... 详细信息

钕铁硼(NdFeB)永磁废料通常含有20%~40%的Nd、Pr、Dy、Tb等稀土有价元素,具有很高的回收价值。湿法回收因具有原料适用性广、回收率高、产品纯度高、工艺成熟等优点,被认为是最具潜力的回收方法。本文阐述了NdFeB永磁废料的回收潜力,总结了当前NdFeB永磁废料回收方法的优缺点,并对湿法回收NdFeB永磁废料进行了深入探讨。重点探讨了如何利用湿法回收的溶浸、萃取、沉淀这三种主要工艺提高有价金属回收率和降低回收成本的技术挑战,并对湿法回收NdFeB永磁废料现状进行总结和提出新的展望,以期为从事NdFeB永磁废料回收人员提供一定参考。

关键词： NdFeB永磁废料湿法回收稀土选择性溶浸萃取沉淀

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直线电机高速高精运动分段式三元复合控制

组合机床与自动化加工技术 2024年第1期 114-117,122页

作者：汪惟桢张驰李荣桑娜潘春荣郑林卫江西理工大学机电工程学院赣州341000 中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江省机器人与智能制造装备技术重点实验室宁波315201 宁波尚进自动化科技有限公司宁波315100

针对半导体键合机XY运动平台的直线电机在高速启停运动时残余振动较大的问题,提出了一种分段式三元复合控制方法以提高直线电机的定位精度。首先,基于正弦扫频的方法建立了直线电机被控对象的高阶精确模型;其次,在直线电机的高速运动阶... 详细信息

针对半导体键合机XY运动平台的直线电机在高速启停运动时残余振动较大的问题,提出了一种分段式三元复合控制方法以提高直线电机的定位精度。首先,基于正弦扫频的方法建立了直线电机被控对象的高阶精确模型;其次,在直线电机的高速运动阶段采用三阶前馈控制与PID反馈控制结合的复合控制方法,实现了高动态响应;分析了高速运动状态下扰动观测器对动态性能的影响,在定位阶段引入高阶扰动观测器以抑制残余振动。实验结果表明,与传统的“前馈+反馈”复合控制方法相比,分段式三元复合控制方法在不影响直线电机动态跟踪性能的情况下,使其定位误差调整至±0.5μm所需的时间降低了89%以上,显著提高了其定位精度。

关键词：永磁同步直线电机高速高精运动残余振动抑制高阶扰动观测器分段式三元复合控制

2:17型钐钴永磁材料方形度和矫顽力研究现况

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稀土 2022年第6期43卷 96-109页

作者：董创辉刘雷袁建辉王凤青周波王朝中孙颖莉丁勇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宁波315201 上海工程技术大学材料科学与工程学院上海201620 中国科学院大学北京100049

2∶17型钐钴永磁材料在航空航天、仪器仪表、混合动力汽车等领域具有重要应用。随着磁性器件的小型化,迫切需求更高磁能积的钐钴永磁材料,如何提升磁体退磁曲线方形度和矫顽力成为目前的研究热点之一。本文着重讨论了Sm、Fe、Cu、Zr元... 详细信息

2∶17型钐钴永磁材料在航空航天、仪器仪表、混合动力汽车等领域具有重要应用。随着磁性器件的小型化,迫切需求更高磁能积的钐钴永磁材料,如何提升磁体退磁曲线方形度和矫顽力成为目前的研究热点之一。本文着重讨论了Sm、Fe、Cu、Zr元素含量及热处理工艺对磁体胞状组织结构的影响规律,以及对退磁曲线方形度和矫顽力的作用机制。进而从晶界过渡区域和晶粒内部的胞状组织结构优化出发,简述了中间热处理、双合金、铸锭均匀化热处理、预时效、多级时效、微波时效和压力时效等方形度和矫顽力优化技术的研究新进展。最后,对高磁能积磁体制备所面临的主要问题进行了展望。

关键词：钐钴永磁材料方形度矫顽力胞状组织

钛含量对ThMn型SmFe合金的磁性能、微结构与磁化行为的影响

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中国稀土学报 2024年

作者：邢梓操刘冰玉俞能君李迎畅杨杭福吴琼葛洪良中国计量大学材料与化学学院绵阳量大技术创新服务有限公司

本文系统研究了熔体快淬速率和Ti含量对Sm0.8Zr0.2(Fe0.8Co0.2)12-xTix(x=0.50， 0.75， 1.00， 1.25)合金磁性能、相组成、显微结构及磁化行为的影响。研究发现，合适的Ti含量和熔体快淬速率有利于磁体磁性能的优化，熔体快淬速率为30 ... 详细信息

本文系统研究了熔体快淬速率和Ti含量对Sm0.8Zr0.2(Fe0.8Co0.2)12-xTix(x=0.50， 0.75， 1.00， 1.25)合金磁性能、相组成、显微结构及磁化行为的影响。研究发现，合适的Ti含量和熔体快淬速率有利于磁体磁性能的优化，熔体快淬速率为30 m/s的Sm0.8Zr0.2(Fe0.8Co2)11Ti合金表现出较好的磁性能。X射线衍射图谱显示，Ti有助于合金中形成ThMn12型SmFe12相。然而，合适的Ti含量和熔体快淬速率均无法抑制析出α-(Fe，Co)相。熔体快淬速率为30 m/s的Sm0.8Zr0.2(Fe0.8Co0.2)12-xTix合金的Henkel曲线显示，x = 1.00时合金表现出最强的交换耦合作用。TEM结果表明x = 1.00时合金的晶粒尺寸更加细小且尺寸分布更加均匀，是其交换耦合作用较强的主要原因，进而优化合金剩磁比和最大磁能积。此外，针对ThMn12型相的元素含量分析证明过量的Ti含量会导致ThMn12型相中的Ti含量增加而Co含量下降，从而导致ThMn12型相磁晶各向异性下降，使合金内禀矫顽力下降。

关键词：稀土永磁材料 SmFe 合金熔体快淬磁性能微观结构

热渗温度对表面Al合金化Nd-Fe-B烧结磁体的性能及结构的影响

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功能材料 2022年第8期53卷 8208-8213页

作者：刘娜剧锦云陈仁杰闫阿儒刘翔昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 中国科学院稀土永磁材料联合创新中心浙江宁波315201

采用表面热渗Al工艺,实现了对Nd-Fe-B烧结磁体的表面保护和优化高温磁性能。通过在Nd-Fe-B烧结磁体表面热渗Al,在磁体表面形成了与基体冶金结合的致密的Al合金层。在Al合金层的保护下,表面热渗Al磁体的耐腐蚀性能得到了明显改善且磁性... 详细信息

采用表面热渗Al工艺,实现了对Nd-Fe-B烧结磁体的表面保护和优化高温磁性能。通过在Nd-Fe-B烧结磁体表面热渗Al,在磁体表面形成了与基体冶金结合的致密的Al合金层。在Al合金层的保护下,表面热渗Al磁体的耐腐蚀性能得到了明显改善且磁性能保持良好。在高压加速老化测试168 h后,Al-700磁体的单位表面积增重量(3.40 mg·cm^(-2))远低于基体(14.28 mg·cm^(-2))。利用电化学工作站测试了表面热渗Al磁体的极化曲线,其腐蚀电流密度值较基体明显降低。显微组织分析表明,Al合金化层的厚度随热渗温度的增加而增加。在700℃的热渗温度下,晶界内形成了均匀连续的富Al相,从而获得了较优异的综合性能。根据XRD相分析,热渗过程中,随着温度的升高,Al、Fe和Nd原子在合金层中相互扩散越剧烈,磁体表面相继形成Al-Fe相和Nd-(Al,Fe)相。该研究为提高Nd-Fe-B烧结磁体的耐蚀性能和性价比提供了新的思路。

关键词：热渗 Nd-Fe-B烧结磁体磁性能耐腐蚀性能

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高丰度稀土永磁材料的研究进展与展望

中国稀土学报 2023年第1期41卷 79-90页

作者：闫阿儒贾智曹帅丁广飞郭帅陈仁杰中国科学院宁波材料技术与工程研究所浙江宁波315201 中国科学院大学北京100871

稀土永磁材料的大量使用导致低丰度、高成本稀土元素Pr,Nd,Dy,Tb等过度消耗,而高丰度稀土元素La,Ce,Y未得到充分利用,导致稀土元素利用的严重失衡,不利于中国稀土资源利用的健康持续发展。出于国家战略安全和原材料成本角度考虑,低成本... 详细信息

稀土永磁材料的大量使用导致低丰度、高成本稀土元素Pr,Nd,Dy,Tb等过度消耗,而高丰度稀土元素La,Ce,Y未得到充分利用,导致稀土元素利用的严重失衡,不利于中国稀土资源利用的健康持续发展。出于国家战略安全和原材料成本角度考虑,低成本、高性能的高丰度稀土永磁材料的研究与开发势在必行。本文对高丰度稀土永磁材料的研究现状进行归纳总结,分别介绍了富Ce磁体、富La,Ce磁体及富Y磁体的微观结构特征及其性能调控技术,并对高丰度稀土永磁材料的开发进行了讨论和展望。

关键词：稀土永磁材料高丰度稀土微观结构磁性能