【摘 要】
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稀土永磁微/纳米颗粒材料可用于制备高性能永磁烧结磁体、粘接磁体;也可以作为构筑基材制备各向异性纳米(复合)永磁材料,是制备纳米复合永磁材料的重要途径之一.而高各向异性的纳米晶复合永磁材料具有非常高的理论磁能积,最有希望成为新一代永磁材料.另外,由于稀土永磁材料具有高的磁晶各向异性场,所以其纳米颗粒的铁磁-超顺磁临界尺寸较低,在磁记录和超铁磁流体等方面具有优势.
【机 构】
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中国科学院宁波材料技术与工程研究所,宁波 315201 中国科学院宁波材料技术与工程研究所,宁波
【出 处】
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第十六届全国磁学和磁性材料会议暨第十七届全国微波磁学会议
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稀土永磁微/纳米颗粒材料可用于制备高性能永磁烧结磁体、粘接磁体;也可以作为构筑基材制备各向异性纳米(复合)永磁材料,是制备纳米复合永磁材料的重要途径之一.而高各向异性的纳米晶复合永磁材料具有非常高的理论磁能积,最有希望成为新一代永磁材料.另外,由于稀土永磁材料具有高的磁晶各向异性场,所以其纳米颗粒的铁磁-超顺磁临界尺寸较低,在磁记录和超铁磁流体等方面具有优势.
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稀土RNi5化合物是典型的储氢材料.最近,人们利用非磁性元素替代部分的Ni,在RNi4X(X=Al,Si 和Ga)中观察到丰富的磁行为,比如,高矫顽力、自旋涨落、异常肖特基效应等.尤其,Sm 基材料表现出优良的低温硬磁性[1].为了提高其硬磁性能,我们以SmNi4Si 为研究对象,通过两种途径去尝试:(1)改变晶体结构,(2)保持晶体结构不变,引入磁性元素,取代部分的Ni 原子.
近年来,由于稀土元素的供应限制、价格上涨和化学不稳定性,人们对寻找不含稀土的永磁材料产生了极大的兴趣.其中MnxGa 化合物是有希望的一类合金.MnxGa 合金具有大的磁晶各向异性(107 erg/cm3)、高的自旋极化率(88 ％)和高的居里温度(＞750 K),并且这种合金的磁性和组成相可以由合金成分和制备工艺来调节,因此在永磁和磁记录方面有潜在的应用.
MnAl 基永磁合金具有高的居里温度、高的磁晶各向异性和较好的磁性能而备受关注1.然而其磁性相为亚稳相,一般通过添加C 元素来提高铁磁τ 相的稳定性.而要获得高性能的MnAl 基铁磁合金,必须保证磁体的相稳定.然而,当前采用常规制备手段(如熔体快淬、高能球等)制备MnAl永磁材料时,磁性相很容易分解成γ2 和β-Mn 相,导致性能下降.因此有必要对MnAl 合金的相转变规律及其对磁性能的影响进行研
Nd-Fe-B稀土永磁材料具有优异的磁性能,广泛应用于电动机和混合动力汽车等各个领域.目前,烧结Nd-Fe-B 磁体的实际矫顽力仍远远低于理论值.如何在控制成本的前提下有效提高磁体的矫顽力是当前研究的热点.本文以商业烧结 Nd12.99Pr17.37Dy2.82FebalAl0.9Cu0.08Co0.9B0.8 (wt. ％)磁体为研究对象,通过二次优化热处理工艺,有效地提高了磁粉的矫顽力,且剩磁
利用高丰度、低价格的Ce取代Nd2Fe14B中的Nd 来制备烧结磁体,既可降低原料成本,又可实现稀土资源综合利用,近年来受到国内外高度重视.但是,由于Ce2Fe14B的内禀磁性能弱于Nd2Fe14B,Ce 部分取代Nd 后明显降低磁体性能[1].最近发现,基于双主相工艺制备 (Nd,Ce)2Fe14B可显著缓解磁稀释作用,因而表现出重要的应用和研究价值[2,3].为了进一步提高这类磁体的矫顽力,本
烧结Nd-Fe-B磁体晶界扩散重稀土能够将重稀土原子更优化地配置于磁晶各向异性场相对薄弱的主相晶粒边界处,因此能在剩磁基本不降低的前提下有效提高烧结Nd-Fe-B磁体的矫顽力[1-5].在晶界扩散Dy的实验中,我们在样品不同方向的表面进行Dy的扩散,并采用不同的热扩散时间.
采用晶界扩散重稀土的方法来提高Nd-Fe-B磁体的内禀矫顽力[1]近年来成为稀土永磁研究的热点.我们在取向烧结Nd-Fe-B的不同方向上进行Dy的晶界扩散实验[2],发现Dy 从极面扩散(C∥)与从侧面扩散(C⊥)后内禀矫顽力提高值一样,但从极面扩散(C∥)后退磁曲线具有更好的方形度(图1).同时我们采用磁光克尔显微镜观察了取向和非取向磁体不同方向上的磁畴,结合样品侵蚀后的光学显微的原位照片我们发
2∶17型烧结钐钴磁体因其具有优异的磁性能、较高的温度稳定性和抗腐蚀性能,因此在高温和腐蚀环境中具有特殊的应用.利用洛伦兹透射电镜对磁体微观结构和微观磁畴结构进行表征,研究磁体的成分、微观结构、磁畴结构之间的关系以及与它们宏观性能的关联,为改进2∶17 型烧结钐钴磁体的工艺提供思路.
近年来,用Ce或混合稀土替代Nd-Fe-B 中的Pr 和Nd 重新引起关注[1-5].我们采用双合金方法制备了混合稀土不同替代量的Nd-Fe-B 基烧结磁体,发现当混合稀土替代比例较高时,磁体晶间容易形成颗粒状CeFe2 相(图1);同时随着混合稀土替代量的提高,晶间薄层状富稀土相逐渐减少(图2);并且主相中的Ce 原子倾向于在晶粒外层富集,从而出现磁晶各向异性场偏低的"软壳"外层,反磁化畴易在该
近年来,采用低熔点合金如Nd-Cu与Nd-Fe-B混粉热压是提高热压/热流变磁体矫顽力的重要手段[1].Pr 与Nd 元素性质接近,Pr-Cu 合金与Nd-Cu 合金相比有两方面的优势,一是Pr2Fe14B的各向异性场略高于Nd2Fe14B,对提高矫顽力有一定的帮助,二是相同配比下Pr-Cu 熔点更低.更低的熔点有利于合金扩散渗透,实验采用Pr85Cu15(wt. ％)制备低熔点合金.