导读:本文包含了晶界改性论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:Garnet,固态电解质,界面,铝锂合金
晶界改性论文文献综述
马嘉林[1]（2018）在《石榴石（Garnet）型固态电解质的晶界掺杂和界面改性研究》一文中研究指出固态无机电解质及其相关的固态锂电池研究近些年来已成为电池研究者所关注的热点。Garnet(石榴石)型Li7-2xLa3Zr2-xWxO12(简称LLZWO)类固态电解质是新兴的锂离子导体,其具有高锂离子电导率和良好的化学稳定性以及电化学稳定性,被认为有希望替代有机液体电解液应用于锂(离子)电池中。本论文主要采用固相法合成Garnet型LLZWO类固态电解质,并对其进行晶格掺杂和界面改性。研究工作包括两部分内容。第一部分对Garnet型固态电解质的晶界做了掺杂和性能研究,第二部分对Garnet固态电解质与锂金属负极的界面做了研究和改善。本文对Garnet型LLZWO类固态电解质的晶界使用LiAlO_2和LiBO_2掺杂,并比较两种掺杂物对材料性能的影响。一般而言,通过晶界掺杂的样品在形貌上其孔隙明显变少,晶界处固溶体增多。实验结果表明:LiBO_2有起到助溶剂的作用,其掺杂后的Garnet电解质趋于形成大晶体颗粒。低温环境下的交流阻抗谱表明,掺杂材料对晶界阻抗有显着的改善作用。例如在-30℃下,未掺杂的Garnet材料晶界电导率为7.56 × 10-6 cm1。而LiAlO_2掺杂的样品,其晶界电导率有明显的提升,而对晶粒电导率影响不明显,因而总的电导率有微小的提升。掺杂量为0.1(摩尔比)的LiAlO_2掺杂的样品,其晶界电导率达到2.17×10-5Scm~(-1)。对于LiBO_2掺杂的样品,晶界电导率同样有所提高,其中掺杂量为0.1(摩尔比)的LiBO_2掺杂的样品晶界电导率达到1.97 × 10~(-5)S cm~(-1),即晶界掺杂对电解质的晶界阻抗有明显改善。低温段的Arrhenius曲线表明,LiAlO_2和LiBO_2掺杂使Garnet电解质的晶界活化能有所降低,未掺杂的Garnet晶界活化能为0.958eV,而LiAlO_2和LiBO_2掺杂的电解质晶界活化能分别为0.888eV,0.635eV。高温段的Arrhenius曲线表明,LiAlO_2和LiBCh掺杂使得电解质的”离子陷域效应”减小,在高温段的电导率有明显提高,其中LiAlO_2掺杂的电解质表现出最高的的电导率性能。本文还对Garnet型LLZWO类固态电解质与Li金属负极的界面改性进行了探索研究。首先在200℃,氩气环境下,熔融制备了 AlLi49复合锂负极。实验发现,通过使用AlLi49复合锂负极替代纯的Li金属作为负极,可以显着的改善Garnet电解质的界面复合问题。这可能是因为Li金属在Garnet界面上是不润湿的,而AlLi49复合锂负极则与Garnet电解质达到较好的润湿。对比Li金属负极,AlLi49复合锂负极极大地改善了负极与电解质的界面阻抗,由740.6 Ω·cm2降低到75.0Ω·cm2.Li/Garnet界面的扫描电镜图像(SEM)也验证了 AlLi49复合锂负极与电解质片的界面接触更为充分。该复合锂负极材料制备的对称电池在50uA·cm-2和100uA·cm-2电流密度下展现了稳定的循环性能,极化电压几乎为零,在50uA·cm-2电流密度下,可以400小时稳定的长时间循环。(本文来源于《厦门大学》期刊2018-10-01）
张铁桥[2]（2018）在《热变形纳米晶Nd-Fe-B材料晶粒长大机制及晶界改性》一文中研究指出Nd-Fe-B永磁材料以其优异的磁性能在通讯、电子、汽车等领域具有广泛而重要的应用,为了满足近年来混合动力汽车、风力发电机等新能源领域对高矫顽力、高剩余磁化强度Nd-Fe-B材料的需求,国内外对此开展了广泛的研究。Nd-Fe-B材料的磁性能受其微观组织如晶粒尺寸、晶界相成分及结构等因素影响,具有纳米级晶粒尺度的热变形Nd-Fe-B材料因其晶粒尺寸细小在矫顽力改善方面展现了极大的发展潜力。但目前依然存在晶粒取向及长大机制尚不清晰,外置式晶界扩散技术带来的剩余磁化强度下降严重等问题。论文给出了热变形纳米晶Nd-Fe-B晶粒取向及长大机制,研究了晶界相对晶粒长大及形貌演化的影响,分析了组织各向异性对晶界扩散的影响,提出了改善磁体综合磁性能的晶界扩散后二次变形技术,讨论了晶粒尺寸和晶界相成分的变化对磁体矫顽力的影响。此外,论文进一步提出了改善磁体矫顽力和剩余磁化强度的高温-短时退火处理技术,相关研究为高性能热变形Nd-Fe-B永磁材料的开发提供了科学依据和技术参考。主要研究结果如下:1)在大量微观结构表征、工艺参数优化和性能测试的基础上,研究明确了长久以来备受争议的热变形纳米晶Nd-Fe-B晶粒取向及长大机制问题。研究表明,快淬法制备的纳米级Nd-Fe-B晶粒的各向异性生长行为和外加压力并没有直接或间接的关系,热变形过程中纳米晶Nd-Fe-B晶粒的取向及各向异性长大是变形诱发的晶粒转动与晶粒合并生长的结果,晶界富Nd相的存在可以抑制晶粒合并行为的发生,从而抑制晶粒的长大。研究还发现,晶界处存在一定量的晶界相有利于促进Nd_2Fe_(14)B晶粒形貌的演变,晶粒形貌演变的驱动力是晶粒中高表面能晶面面积的减小,晶粒形貌演变是表面原子扩散的结果;2)研究提出的二次变形技术可以有效的制备高矫顽力、高剩余磁化强度Nd-Fe-B磁体。SEM,XRD和TEM等微观分析表明,二次变形技术可以有效的控制晶界扩散磁体内非磁性晶界相的体积分数和磁体的取向程度。磁性能测试表明,二次变形量为20%磁体(SD20)具有良好的综合磁性能,其矫顽力和剩余磁化强度分别达到了1.97 T和1.30T;当二次变形量达到50%时,磁体的磁能积达到411 kJ/m~3。STEM分析表明SD20样品的晶界呈富Nd、Cu和Ga元素、贫Fe、Co元素状态。分析晶粒尺寸和晶界相含量对磁体矫顽力的贡献发现,在一定晶粒尺寸范围内,如250-400 nm,非铁磁性晶界相含量和分布的改善对磁体矫顽力的贡献更大。论文进一步研究了热变形Nd-Fe-B组织分布各向异性对晶界扩散的影响,研究结果表明,热变形纳米晶Nd-Fe-B在c-plane和ab-plane上存在明显的晶界扩散各向异性行为,磁体在ab-plane上的扩散速率和扩散深度均高于c-plane扩散;3)论文提出高温-短时退火处理技术制备高性能热变形Nd-Fe-B磁体,系统研究了退火温度对热变形纳米晶Nd-Fe-B磁体磁性能、微观组织和取向分布的影响;研究发现800℃和850℃处理后磁体的矫顽力、剩余磁化强度、方形度和取向度均得到了改善。XRD、SEM和TEM等微观分析表明高温-短时退火处理技术有效优化了热变形磁体的晶界相分布和晶粒排列。具体而言,XRD图谱与取向差角分析表明,热变形磁体的取向程度随退火温度的升高逐渐增大。800℃处理后磁体的矫顽力由热变形态的1.05 T提升至1.28 T,剩余磁化强度由1.41 T提升至1.45 T,最大磁能积由382.0 kJ/m~3提升至402.7 kJ/m~3。磁体的剩余磁化强度随着退火处理温度的升高而增加,经900℃处理后磁体的剩余磁化强度由热变形态的1.41 T提升至1.49 T。此外,磁体的最大磁能积随退火温度的升高呈先增加后降低的趋势,在850℃处理后磁体中获得了最高的最大磁能积,达到了405.7 kJ/m~3,和热变形态磁体的382.0 kJ/m~3,相比提升了约6%。该技术对于高矫顽力、高剩磁热变形钕铁硼磁体的开发极具潜力。(本文来源于《上海交通大学》期刊2018-01-01）
刘红玉[3]（2017）在《烧结钕铁硼磁体的低熔点镝合金晶界改性研究》一文中研究指出烧结钕铁硼磁体具有优异的磁性能而得到广泛的应用,但其热稳定性较差,限制了其在高温领域的应用。虽然添加重稀土可以提高其热稳定性,但增加了材料的制造成本,如何开发出低重稀土含量的高温烧结钕铁硼磁体,具有十分重要的意义。本文采用在烧结钕铁硼磁体表面扩散Dy70Cu30、Dy69Ni31、Dy60Ni10Al10Cu20(at.%)叁种低熔点镝合金的方法,通过设置不同晶界扩散的热处理工艺,研究晶界扩散对烧结钕铁硼磁体微观组织和性能的影响,探究矫顽力提高的机制以及热稳定性和耐蚀性提高的原因。使用低熔点的Dy70Cu30合金对烧结钕铁硼磁体进行晶界重构,得到本实验范围内的最优热处理工艺为860°C/2 h+500°C/1 h。在该热处理工艺下,烧结钕铁硼磁体的矫顽力达到最大值1854 kA/m,比原始磁体提高了18.5%;与原始磁体相比,在20~120°C的温度区间,扩散磁体其剩磁温度系数的绝对值|α|由0.110%/°C降低到0.106%/°C,矫顽力温度系数的绝对值|β|由0.563%/°C降低到0.515%/°C。采用Dy69Ni31为作为扩散源,对磁体热处理工艺进行优化,在本实验范围内较优的热处理工艺为770°C/2 h+500°C/1 h。在该热处理工艺下,磁体的矫顽力由1407.1kA/m提高到1565.8 kA/m,剩磁和最大磁能积的降幅不大;与原始磁体相比,在27~227°C的温度区间,扩散后磁体的剩磁温度系数绝对值|α|由0.145%/°C降为0.127%/°C,矫顽力温度系数绝对值|β|由0.459%/°C降为0.443%/°C;居里温度由344°C提高到360°C;磁体的耐腐蚀性也得到提高。在晶界扩散Dy-Cu和Dy-Ni二元低熔点镝合金的基础上,本文选用Dy60Ni10Al10Cu20四元合金作为扩散源,实验范围内的最佳热处理工艺为730°C/4 h+500°C/1 h。此时,在剩磁只有少量降低的前提下,磁体的矫顽力由1407.1 kA/m提高到1794.4 kA/m,最大磁能积由43.06 MGOe提升到45.86 MGOe;在27~227°C的温度区间,矫顽力温度系数的绝对值|β|由0.459%/°C略微降低到0.455%/°C;扩散磁体的居里温度由344°C提高到377°C;其耐蚀性也有了较大提高。对比Dy-Cu、Dy-Ni、Dy-Ni-Al-Cu叁种不同的低熔点镝合金作扩散源,发现扩散时间对微观组织的影响类似。随扩散时间的增加,Nd2Fe14B主相与(Dy,Nd)2Fe14B硬壳相所构成的核壳结构在扫描电子显微镜下的可视化深度表现为先增加后降低,从而导致磁体矫顽力发生变化,微磁学结果证明高Dy含量的(Dy,Nd)2Fe14B硬壳相与少Dy含量的主相组成的核壳结构对矫顽力最有利。结合显微组织和磁性能的结果可以得出:(1)重稀土元素Dy扩散进入主相晶粒的边缘形成(Nd,Dy)2Fe14B硬壳相,增加磁体的各向异性,可以提高磁体的温度系数;(2)晶界相的Cu、Al元素,可以提高晶界相的润湿性,增加去磁耦合作用;(3)扩散进入主相晶粒的Ni元素可以提高磁体的居里温度;(4)晶界相的Dy、Ni、Al和Cu可以提高晶界相的电化学电位从而提高磁体的耐蚀性。(本文来源于《华南理工大学》期刊2017-06-01）
崔熙贵,王兴华,崔承云,阴冠超,夏传达[4]（2018）在《烧结钕铁硼的晶界扩散改性、结构与性能研究进展》一文中研究指出烧结钕铁硼磁体具有优异的磁性能,被广泛地应用于高新技术领域的核心功能器件。然而,新能源汽车和风力发电等低碳经济的发展对烧结钕铁硼磁体的磁性能提出了更高的要求,高矫顽力高磁能积磁体成为今后发展的重要趋势。高矫顽力和高磁能积一直以来都是一个矛盾体,晶界扩散技术的发展改变了这一现象。利用晶界扩散技术对磁体晶界成分和结构的调控实现了高矫顽力和高磁能积的双高综合磁性能,而且降低了制造成本,节约了重稀土资源。本文总结归纳了国内外晶界扩散技术的最新研究成果,重点介绍了晶界扩散后磁体界面微观结构和化学成分的变化规律及其与磁性能的内在联系,论述了相应的微观机制,为晶界扩散技术的进一步发展及钕铁硼磁体磁性能提高提供了理论参考。(本文来源于《稀有金属》期刊2018年03期）
丁广飞[5]（2017）在《烧结Nd-Fe-B磁体晶粒细化及晶界改性研究》一文中研究指出随着风力发电、节能家电、混合动力汽车等新兴绿色产业快速发展,对Nd-Fe-B磁体的矫顽力及耐温性能提出了更高的要求。解决高矫顽力Nd-Fe-B磁体重稀土依赖性问题,实现稀土资源的高效利用是当前Nd-Fe-B永磁材料研究的重要目标。优化和调控磁体微观结构是改善磁体矫顽力的重要途径,主要包括晶粒细化和晶界优化两种技术手段。本文通过引入HDDR(氢化-歧化-脱氢-再复合)工艺实现对初始合金组织的细化,开发出晶粒尺寸1μim的烧结Nd-Fe-B永磁材料,系统研究了磁体微观组织结构、磁畴结构以及磁行为随晶粒尺寸的演变规律,阐明微观组织与磁体稳定性的内在联系。在晶界调控方面,本文通过合理设计Nd-Fe-B速凝合金成分,深入认识前驱合金中晶界成分偏析行为对磁体晶界相结构的影响机制,优化关键工艺调控前驱合金的相结构,成功实现对磁体中富钕晶界相分布的优化和晶界属性的调控,获得无重稀土高矫顽力42SH烧结Nd-Fe-B磁体。主要研究内容及结果如下:研究超细晶烧结Nd-Fe-B的关键制备技术及其微观结构。利用HDDR工艺对初始合金细化的特点实现了超细磁粉颗粒的制备,磁粉具有较强的单轴各向异性。系统分析成分设计和烧结制度对磁体致密化行为的影响,最终在31.5wt%以上的稀土量设计和950℃以下的低温烧结制度下实现晶粒尺寸1μm的烧结磁体的制备,矫顽力达到18.2kOe。对比传统烧结磁体的畴结构和磁学行为发现,超细晶烧结磁体中多畴态晶粒比例降低,单畴态晶粒比例增高。单畴态的晶粒需要更高的磁场才能实现完全磁化,两种畴态晶粒磁化行为的非协调性使得磁化曲线产生台阶。磁体微观结构分析表明,超细晶磁体存在较多非理想晶界结构:晶界厚度较薄(～1.5nm);部分晶粒间晶界缺失;晶粒间互生长。形成较多的晶格缺陷区域降低主相晶粒的形核场,引起非均匀退磁和矫顽力恶化。超细晶烧结磁体非均匀晶界结构造成其室温矫顽力未具有明显优势,但较细的晶粒组织结构有效的优化了磁体的退磁因子Neff,使其具有较好温度稳定性。此外,细晶粒磁体较窄的晶界通道和较小的腐蚀单元,抑制了晶界腐蚀。设计并制备了具有低B含量Ga添加成分特点的烧结Nd-Fe-B磁体,研究磁体晶界磁性演变规律及其对矫顽力的影响机制。首先通过低B含量设计有效优化了速凝合金的柱状晶结构,一定的Ga元素的引入使得磁体在回火处理过程中晶界处形成具有反铁磁性的Nd6,Fel3Ga合金相,有效优化了磁体的晶界相分布。其次通过优化调整初始合金的脱氢工艺,有效调节其晶界的成分偏聚及相结构,实现对磁体晶界磁性的调控。初始合金的微观结构分析表明,脱氢温度高于500℃时,速凝合金中出现大量的Nd6Fe13Ga合金相,且晶界成分偏析严重;脱氢温度低于500℃时,速凝合金晶界成分均匀,未有新的物相形成。前驱速凝合金中晶界成分分布和相结构的差异造成了晶界磁性的差异性。热磁分析表明晶界成分偏析的前驱合金制备的磁体晶界具有较高的铁磁特性,主要是源于成分偏析引起的Fe元素在回火过程的非均匀迁移行为。磁体晶界磁性与磁体的矫顽力及磁学行为也有着密切关联性:晶界成分的非均质化造成磁体中晶界磁性呈现两极分化,磁体具有非均匀反磁化形核过程,造成磁体矫顽力较低,方形度较差;相应地,均匀的晶界成分的磁体磁化过程存在一定的晶界钉扎作用,反向形核场分布集中,表现为均匀的单相反磁化行为,磁体磁性能为:Br=13.15kGs,Hcj=19.78kOe,BHmax=42.47MGOe。此外,对磁体温度稳定性研究发现,铁磁性的晶界相一方面会降低磁体αex值大小,造成常温条件下较低的矫顽力,另一方面增强的晶界交换作用能有效降低晶粒边角区域的杂散场,优化磁体的退磁因子Neff,使得室温矫顽力较低的磁体反而具有较佳的温度稳定性。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)》期刊2017-05-01）
宋刚[6]（2014）在《烧结钕铁硼磁体的晶界改性及其性能调控》一文中研究指出NdFeB合金作为综合磁性能最好的永磁材料,广泛应用于航空航天、能源、信息通讯、计算机和交通运输等行业。随着钕铁硼应用领域的不断拓宽,对其性能尤其是高温磁性能要求也越来越高。在稀土原材料成本高居不下的情况下,开发出具有低重稀土含量、优异高温磁性能的钕铁硼合金显得尤为重要。本文通过在钕铁硼磁体表面涂覆铽化合物和磁体表面溅射重稀土元素铽的方法,研究了不同热处理工艺对磁体微观组织结构及磁性能的影响,并对其矫顽力提高的机制和微观结构演变规律进行了研究和探讨。对重稀土元素晶界扩散行为及其对微观结构和磁性能的影响进行了深入研究。通过在钕铁硼磁体表面涂覆TbF3粉末,研究了不同热处理时间和温度对其微观结构和磁性能的影响。结果表明,较低热处理温度条件下,晶界处含有重稀土元素Tb,而晶内并没有发现。这表明通过表面涂覆重稀土化合物和热处理可以将重稀土元素沿晶界从表面扩散至磁体内部。不同扩散温度下(700℃、750℃、800℃、850℃),随着扩散时间的增加,磁体的矫顽力均呈先增加后降低的趋势,矫顽力的增加来源于扩散至晶界的重稀土元素,其在晶粒壳层处对Nd取代所形成的Tb2Fe14B相(22T)具有比Nd2Fe14B相(6.7T)更高的磁晶各向异性场。850℃/7h热处理条件下,所获得的磁体矫顽力值最大,Hci=1847kA/m,相比原始磁体,矫顽力增加了35%。而剩磁均呈递减趋势,不同之处在于,700℃、750℃、800℃较低热处理温度条件所制备磁体的剩磁下降幅度较小,分别为1.6%、2.4%、2.4%,而850℃/9h热处理条件下,剩磁下降达12%,这归因于高温长时间扩散所导致的重稀土元素由晶界扩散至晶粒内部,其在晶粒内部所形成的Tb2Fe14B相降低了剩磁。通过在磁体表面磁控溅射Tb层薄膜,研究了热处理工艺对磁体微观结构和磁性能的影响。结果表明,较低热处理温度与时间下(800℃/3h),晶界处含有重稀土元素Tb,而晶内没有发现。这表明通过表面溅射Tb薄膜再进行晶界扩散可以将Tb由表面扩散至磁体内部。不同扩散温度下(800℃、850℃),随扩散时间的增加,矫顽力均呈先增加后降低的趋势,矫顽力的增加来源于其在晶粒壳层处反转磁化畴形核场的增加。800℃/7h热处理条件下,矫顽力Hci=1516kA/m,相比原始磁体,矫顽力增加了10.8%。而剩磁和最大磁能积均呈递减趋势,7h后剩磁降幅明显,高达8%,这归因于重稀土元素从晶界向晶内的过渡扩散。通过在磁体表面磁控溅射PrTbCu薄膜后进行晶界扩散,研究发现,矫顽力没有获得预期的提高,不同热处理条件下,矫顽力要低于原始磁体,这表明Pr60Tb20Cu20并没有按照实验所设想的进入磁体内部,甚至热处理之后很有可能都没有形成Pr60Tb20Cu20合金,而是形成了其它难以进行晶界扩散的物相。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2014-12-01）
张宏超[7]（2014）在《永磁材料晶界改性与磁性能、耐腐蚀性能研究》一文中研究指出钕铁硼永磁材料应用于我国的各个领域，大到我国的航天工程，小到人们的日常生活，随着更多基于钕铁硼功能器件的开发，将会有更多的商品出现在我们周围。我国稀土资源储备丰富，钕铁硼产业有很好的基础，发展前途光明。但是目前我国钕铁硼产业的自主知识产权还比较少，高端产品落于美国和日本，加大对它的研究势在必行。本文制备的磁体在真空烧结炉内烧结而成，与双合金法相似，基体的成分为：(PrNd)30Gd3Al0.8B1.03Fe余。在真空手套箱里将MgO按不同比例与制备的基体磁粉混合，并用球磨机球磨，然后将混合粉压制成圆柱形并磁化，采用制定的烧结工艺在真空烧结炉中烧结。用NIM-10000H磁性能测量装置测试各个样品的磁性能、用高温高压反应釜和CS电化学工作站测试各个样品在湿热和电化学环境中的的耐腐蚀性。通过XRD、SEM、EDS分析手段系统的研究MgO的添加对磁体的晶界相成份、晶界显微组织的影响，找到磁性能与它们之间的内在联系。研究结果表明：适量的MgO掺入可以使NdFeB合金磁性能和耐腐蚀性能在原有的基础上有所提高。添加0.2%MgO时磁体的密度较原来增加了0.527g·cm-3，剩磁较原来增加了0.179T，磁能积增加了74KJ·m-3，过量则会导致磁性能逐渐降低，添加1%、1.2%MgO时磁体出现了烧结不完全现象，有大量微小孔隙。添加0.4%MgO磁体矫顽力最大，矫顽力相比于没有添加MgO的磁体，增加了120KA·m-1。磁体的失重量则与之不同，在腐蚀24h时，未添加MgO的磁体腐蚀失重最小，添加0.2%MgO磁体腐蚀失重最大，腐蚀时间为48h时，添加0.4%MgO的磁体失重量最小，比未添加的磁体降低了6.2mg·cm-2，这说明腐蚀时间的对腐蚀有较大影响。通过XRD分析，添加0.2%MgO的磁体主晶粒(006)晶向晶粒发育良好，晶粒取向度较好。通过SEM观察材料显微组织发现，添加MgO磁体中有新相的生成，对磁畴有强烈的钉扎作用，利于于矫顽力的提高；添加0.4%MgO磁体晶界明朗，有薄层富钕相，主晶粒细化。通过EDS发现添加的MgO仅存在于晶界相当中，没有进入主相，富钕相的氧含量随MgO的添加而逐渐增大，富钕相结构也发生了的转变。适量添加可以细化主相晶粒，防止大晶粒的产生，优化了晶粒生长取向和晶界相，增加了磁粉的湿润性提高了磁体密度，这是材料磁性能增强的主要原因，而过量添加，则会导致相反的效果，如添加1%、1.5%的MgO。通过高温高压加速氧化实验和电化学腐蚀实验，我们用磁体的失重量和电极化曲线的电极位表征磁体的抗腐蚀性，实验数据结果表明，MgO的添加增强了磁体在电化学环境中的耐腐蚀性，不仅提高了磁腐蚀电位，降低了腐蚀电流密度而且还保护了磁体原有的钝化膜；失重实验也表明适量添加MgO增强了磁体在湿热环境下的抗腐蚀性能，从显微组织观察到磁体的腐蚀坑明显减少，生成了化学性质稳定的化合物，隔断了腐蚀介质的扩散，这对晶界稳定大有裨益。(本文来源于《太原科技大学》期刊2014-05-01）
李旭[8]（2014）在《纳米Al粉晶界改性提高钕铁硼矫顽力的研究》一文中研究指出烧结钕铁硼永磁体，作为第叁代稀土永磁体，一经面世便以其优异的磁性能和良好的性价比而备受好评，被称作“磁王”。被广泛的应用于生产生活的各个方面，如硬盘驱动器、核磁共振仪、现代电子设备等高科技领域。而且烧结钕铁硼永磁体的出现，进一步将电子、电气设备推向小型化、超小型化，从而更加赢得了广大消费者的亲睐。为了提升大规模工业生产的钕铁硼稀土永磁体的性能和节约稀土，在生产过程中采用对甩带片进行晶化处理、添加纳米Al粉和采用二级回火工艺，来改善产品的磁性能以及降低成本。在此生产过程中，采用了混料时添加不同比例的纳米Al粉、不同的晶化处理温度以及不同的回火工艺技术，生产出不同的钕铁硼样品。利用X射线衍射能谱仪、扫描电子显微镜、粒度计和ATM-4磁化特征自动测量仪等，对我们所生产的样品进行检测。对实验结果进行比较和分析，得出结论：在相同的条件下，采用晶化处理工艺处理(700℃，保温15min)所生产出的钕铁硼快淬薄带中的非晶态已经完全消失，样品的各项磁性能也达到了较优值，剩磁为1.400T、内禀矫顽力为1026.84KA/m、最大磁能积为375.075KJ/m3。采用二级回火工艺处理(920℃，恒温3个小时，560℃，恒温5小时)生产出样品的主相在(00i)方向上的取向明显加强，并使样品中ɑ-Fe的含量减少。同时，与采用一级回火工艺处理的样品相比，其剩磁、矫顽力、最大磁能积分别提升了5.98%、21.79%、16.75%。在混料时加入不同比例的纳米Al粉，当纳米Al粉的加入量为0.3wt%时，样品的晶界变得非常得清晰、晶粒大小非常均匀，较好的抑制了的硬磁性相的交换耦合作用，并且在晶界上Al元素成功的代替了稀土元素Nd，样品的矫顽力也达到较优值1127KA/m。在一定程度上节省了稀土Nd，降低了生产成本。(本文来源于《沈阳工业大学》期刊2014-02-18）
涂少军[9]（2009）在《晶界改性制备高耐蚀性烧结钕铁硼磁体》一文中研究指出烧结NdFeB永磁体因其优异的磁性能得到广泛应用。然而,由于NdFeB磁体的多相结构,容易造成磁体晶间腐蚀。NdFeB磁体抗腐蚀性能与与晶界相和晶界显微结构密切相关。因此,通过控制和优化磁体的晶界结构来改善烧结NdFeB的抗腐蚀性能是目前的研究热点之一。本文采用粉末冶金工艺制备了烧结钕铁硼磁体,通过金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、电化学工作站、AMT-4磁化特性自动测量仪等分析仪器,系统研究了晶界分别添加纳米金属单质(Zn)、纳米氧化物(ZnO)和纳米氮化物(AIN)对烧结NdFeB磁体磁性能及抗腐蚀性能的影响。主要研究结果如下:在晶界添加金属单质Zn纳米粉可以同时提高磁体的磁性能和抗腐蚀性能。当Zn的添加量为0.2wt%时,磁体的剩磁B_r,磁能积(BH)_(max)和矫顽力H_(cj),均达到最大值。这主要是因为Zn的添加改善了磁体晶界相与主相间的浸润性,提高了磁体主相晶粒间的去磁交换耦合作用及磁体的致密度。同时烧结NdFeB磁体的抗腐蚀性能也得到了改善,这归因于磁体晶界相电极电位的提高及磁体密度的提高。在晶界添加氧化物ZnO,磁体的剩磁、内禀矫顽力和最大磁能积都得到提高,这主要是因为ZnO能与富钕相中的Nd反应生成更稳定的化合物Nd_2O_3与低熔点的金属单质Zn,改善了晶界相性质,优化了磁体的显微结构。此外,纳米ZnO的晶界添加也提高了磁体的抗腐蚀性能,这是由晶界相电极电位的提高,晶粒细化和密度增大引起的。在晶界添加氮化物AIN,添加量为0.1wt%时,烧结NdFeB磁体的矫顽力得到显着提高,这主要是因为AIN的添加细化了磁体的主相晶粒。然而磁体的剩磁与磁能积稍有下降,这是因为磁体密度下降的缘故。同时,AIN的添加增强了磁体的抗腐蚀性能,添加量为0.1wt%时,抗腐蚀性能最好,这是晶粒细化和密度降低相互竞争作用的结果。(本文来源于《浙江大学》期刊2009-06-01）
莫文剑[10]（2008）在《烧结NdFeB永磁材料的晶界相改性及其显微结构》一文中研究指出NdFeB永磁材料自1983年诞生以来由于其突出的磁性能而被深入研究和广泛应用,它的发展带动了整个下游产业如通讯、电子、医疗和汽车行业的进步和产品更新,NdFeB产业已成为国民经济发展的重要组成部分。随着以动力马达为代表的新应用领域不断拓展,对其磁性能、耐腐蚀性、热稳定性和力学性能等综合性能的要求也越来越高,提高磁体的综合性能已成为NdFeB材料研究的一个重要方向。NdFeB永磁材料的性能不仅与成分有关,而且还受到材料显微组织尤其是晶界相显微结构的影响。通过晶界相改性来优化材料性能以及关于晶界富钕相特性的研究一直受到人们的重视。本论文以烧结NdFeB永磁材料的晶界相为主要研究对象,研究了晶界添加氧化物和氮化物对材料磁性能性和耐腐蚀性的影响。通过电子显微观察总结了晶界富钕相的成分分布特性,揭示了富钕相晶体结构随成分的变化规律。此外,采用新型放电等离子烧结(SPS)技术制备了Nd_(15)Dy_(1.2)Fe_(77)Al_(0.8)B_6磁体,研究了工艺参数对磁性能和晶界富钕相的影响。采用球磨混粉的方式将CaO、MgO、ZnO、Si3N4和BN粉末添加至Nd_(15)Dy_(1.2)Fe_(77)Al_(0.8)B_6和Nd22Fe71B7磁体的晶界相中。研究结果表明,两种磁体的剩磁均略有上升,叁元Nd22Fe71B7磁体的晶粒尺寸明显细化,是其矫顽力和热稳定性得到大幅提高的主要原因。由于氧化物的加入,使晶界相中高氧含量富钕相增多,提高了晶界相的化学稳定性,反应釜加速氧化腐蚀实验和电化学测试结果显示,晶界添加氧化物使材料在湿热环境和电化学环境中的耐腐蚀性得到明显改善。实现了在磁性能不降低的基础上改善材料的热稳定性和耐腐蚀性。采用透射电子显微分析研究了叁元NdFeB永磁材料晶界富钕相成分和晶体结构的关系。微区成分分析表明,不同晶体结构的富钕相以及同一富钕相内的不同区域均存在明显的成份差异,其成份差异主要来自于O和Nd含量的差别,不同晶体结构的富钕相中O和Nd含量为近似线性的关系。烧结NdFeB磁体中存在dhcp、fcc、hcp和Ia 3四种晶体结构的富钕相,富钕相的晶体结构主要由氧含量决定,随着氧含量的增加富钕相的晶体结构发生以下转变:dhcp→fcc→hcp。在当前实验条件下,富钕相晶体结构和氧含量的关系如下:(a) dhcp:<9 at. %;(b) fcc:11-43 at. %;(c)hcp:55-70 at. %;(d) Ia3|-:～25at. %。因此,可实现通过测量富钕相的氧含量,来确定其晶体结构。采用SPS技术制备了各项异性的Nd_(15)Dy_(1.2)Fe_(77)Al_(0.8)B_6永磁材料,烧结过程中初始压力过大将导致材料烧结不致密,因此为获得高密度的材料,在SPS初始阶段需缓慢加压。采用SPS技术可制备出晶粒细小均匀的NdFeB永磁材料。回火处理使SPS磁体磁性能尤其是矫顽力明显提高。回火处理改善了SPS磁体晶界相与主相之间的润湿性,并填充了烧结后留下的孔洞,使晶界相分布连续。选区电子衍射结果表明,回火处理有利于富钕相的晶化,晶界富钕相以fcc和Ia 3有序结构存在。(本文来源于《上海交通大学》期刊2008-06-01）
晶界改性论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
Nd-Fe-B永磁材料以其优异的磁性能在通讯、电子、汽车等领域具有广泛而重要的应用,为了满足近年来混合动力汽车、风力发电机等新能源领域对高矫顽力、高剩余磁化强度Nd-Fe-B材料的需求,国内外对此开展了广泛的研究。Nd-Fe-B材料的磁性能受其微观组织如晶粒尺寸、晶界相成分及结构等因素影响,具有纳米级晶粒尺度的热变形Nd-Fe-B材料因其晶粒尺寸细小在矫顽力改善方面展现了极大的发展潜力。但目前依然存在晶粒取向及长大机制尚不清晰,外置式晶界扩散技术带来的剩余磁化强度下降严重等问题。论文给出了热变形纳米晶Nd-Fe-B晶粒取向及长大机制,研究了晶界相对晶粒长大及形貌演化的影响,分析了组织各向异性对晶界扩散的影响,提出了改善磁体综合磁性能的晶界扩散后二次变形技术,讨论了晶粒尺寸和晶界相成分的变化对磁体矫顽力的影响。此外,论文进一步提出了改善磁体矫顽力和剩余磁化强度的高温-短时退火处理技术,相关研究为高性能热变形Nd-Fe-B永磁材料的开发提供了科学依据和技术参考。主要研究结果如下:1)在大量微观结构表征、工艺参数优化和性能测试的基础上,研究明确了长久以来备受争议的热变形纳米晶Nd-Fe-B晶粒取向及长大机制问题。研究表明,快淬法制备的纳米级Nd-Fe-B晶粒的各向异性生长行为和外加压力并没有直接或间接的关系,热变形过程中纳米晶Nd-Fe-B晶粒的取向及各向异性长大是变形诱发的晶粒转动与晶粒合并生长的结果,晶界富Nd相的存在可以抑制晶粒合并行为的发生,从而抑制晶粒的长大。研究还发现,晶界处存在一定量的晶界相有利于促进Nd_2Fe_(14)B晶粒形貌的演变,晶粒形貌演变的驱动力是晶粒中高表面能晶面面积的减小,晶粒形貌演变是表面原子扩散的结果;2)研究提出的二次变形技术可以有效的制备高矫顽力、高剩余磁化强度Nd-Fe-B磁体。SEM,XRD和TEM等微观分析表明,二次变形技术可以有效的控制晶界扩散磁体内非磁性晶界相的体积分数和磁体的取向程度。磁性能测试表明,二次变形量为20%磁体(SD20)具有良好的综合磁性能,其矫顽力和剩余磁化强度分别达到了1.97 T和1.30T;当二次变形量达到50%时,磁体的磁能积达到411 kJ/m~3。STEM分析表明SD20样品的晶界呈富Nd、Cu和Ga元素、贫Fe、Co元素状态。分析晶粒尺寸和晶界相含量对磁体矫顽力的贡献发现,在一定晶粒尺寸范围内,如250-400 nm,非铁磁性晶界相含量和分布的改善对磁体矫顽力的贡献更大。论文进一步研究了热变形Nd-Fe-B组织分布各向异性对晶界扩散的影响,研究结果表明,热变形纳米晶Nd-Fe-B在c-plane和ab-plane上存在明显的晶界扩散各向异性行为,磁体在ab-plane上的扩散速率和扩散深度均高于c-plane扩散;3)论文提出高温-短时退火处理技术制备高性能热变形Nd-Fe-B磁体,系统研究了退火温度对热变形纳米晶Nd-Fe-B磁体磁性能、微观组织和取向分布的影响;研究发现800℃和850℃处理后磁体的矫顽力、剩余磁化强度、方形度和取向度均得到了改善。XRD、SEM和TEM等微观分析表明高温-短时退火处理技术有效优化了热变形磁体的晶界相分布和晶粒排列。具体而言,XRD图谱与取向差角分析表明,热变形磁体的取向程度随退火温度的升高逐渐增大。800℃处理后磁体的矫顽力由热变形态的1.05 T提升至1.28 T,剩余磁化强度由1.41 T提升至1.45 T,最大磁能积由382.0 kJ/m~3提升至402.7 kJ/m~3。磁体的剩余磁化强度随着退火处理温度的升高而增加,经900℃处理后磁体的剩余磁化强度由热变形态的1.41 T提升至1.49 T。此外,磁体的最大磁能积随退火温度的升高呈先增加后降低的趋势,在850℃处理后磁体中获得了最高的最大磁能积,达到了405.7 kJ/m~3,和热变形态磁体的382.0 kJ/m~3,相比提升了约6%。该技术对于高矫顽力、高剩磁热变形钕铁硼磁体的开发极具潜力。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
晶界改性论文参考文献
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