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快淬速度和Ce浓度对贫稀土Ce-Fe-B合金相组成及磁性能的影响
1
作者
王聪
杨富尧
+4 位作者
刘洋
韩钰
高洁
孙浩
刘成宇
《材料导报》
北大核心
2025年第7期140-144,共5页
Nd-Fe-B型永磁材料因其优异的室温磁性能而广泛应用于能源、轨道交通等领域。然而,材料的大量使用也造成了Nd、Pr等关键稀土元素的加速消耗和价格剧增。如何保证材料性能稳定的同时减少关键稀土元素的过度消耗是目前亟须解决的关键问题...
Nd-Fe-B型永磁材料因其优异的室温磁性能而广泛应用于能源、轨道交通等领域。然而,材料的大量使用也造成了Nd、Pr等关键稀土元素的加速消耗和价格剧增。如何保证材料性能稳定的同时减少关键稀土元素的过度消耗是目前亟须解决的关键问题之一。选用高丰度稀土元素Ce替代关键稀土元素是一种有效的解决办法,对此,本工作用熔体快淬法制备了一系列贫稀土Ce_(1-x)Fe_(83+x)B_(6)(x=0~4)合金,并系统研究了快淬速度和Ce浓度对合金相组成及磁性能的影响。结果表明:在熔体快淬过程中,加快快淬速度可有效增加合金中的Ce_(2)Fe_(14)B硬磁相含量,进而提高合金整体的磁性能。在13~21 m/s的快淬速度内,Ce_(11)Fe_(83)B_(6)合金主要由Ce_(2)Fe_(17)和Ce_(2)Fe_(14)B相组成。随着快淬速度的加快,Ce_(2)Fe_(14)B相含量逐渐由16.89%增加至58.30%,相应地,合金的饱和磁极化强度J_s、剩磁J_(r)和矫顽力H_(c)也表现为增大的趋势,当快淬速度为19 m/s时,其磁性能达到最佳,此时J_s为0.84 T、J_(r)为0.41 T、H_(c)为106.72 kA/m。随着Ce浓度的降低,合金中的Ce_(2)Fe_(14)B相含量逐渐减少,相反地,生成了具有高饱和磁极化强度的α-Fe软磁相,尤其当Ce浓度为7%时,在软磁相含量增加以及与硬磁相间的交换耦合作用下,合金的J_s和J_(r)分别提高至1.18 T和0.44 T。
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关键词
Ce-Fe-B合金
快淬速度
Ce浓度
相组成
磁性能
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职称材料
0.20 mm耐热型取向硅钢的微观组织、磁性能及应用
被引量：
2
2
作者
程灵
张艳秉
+3 位作者
马光
陈云翔
何承绪
韩钰
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期146-155,共10页
耐热型低损耗取向硅钢是制造超高能效立体卷铁心变压器的理想材料。采用OM,SEM和EBSD技术研究0.20 mm耐热型激光刻痕和机械刻痕取向硅钢的微观组织及刻痕线晶粒取向特征,采用任意波形磁场激励测量系统研究两种耐热型取向硅钢去应力退火...
耐热型低损耗取向硅钢是制造超高能效立体卷铁心变压器的理想材料。采用OM,SEM和EBSD技术研究0.20 mm耐热型激光刻痕和机械刻痕取向硅钢的微观组织及刻痕线晶粒取向特征,采用任意波形磁场激励测量系统研究两种耐热型取向硅钢去应力退火后在正弦及复杂工况下的电磁性能,基于MagNet有限元软件开展10 kV/400 kVA超高能效变压器铁心和绕组建模、仿真分析及实验验证。结果表明:耐热型激光刻痕和机械刻痕取向硅钢磁畴细化机制完全不同,前者依赖于在原始厘米级大尺寸Goss晶粒表面形成由金属氧化物填充的平行沟槽,后者通过在基体表层形成等距离分布的直径40~50μm随机取向晶粒,其与原始晶粒之间的大角度晶界及亚晶界可细化磁畴降损;在850℃退火0~8 h过程中,两种耐热型取向硅钢样品的铁损均先下降、后小幅上升或趋于平稳,谐波和直流偏磁工况下的损耗变化规律基本相当;在完成铁心截面级数优化、磁场和损耗仿真的基础上,研制的国产耐热型激光刻痕取向硅钢10 kV/400 kVA立体卷铁心变压器空载损耗、负载损耗分别较国标GB20052-2020能效1级变压器限定值大幅降低了17.3%和7.9%,具有超高能效特征。
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关键词
耐热型取向硅钢
微观组织
电磁特性
超高能效变压器
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职称材料
题名
快淬速度和Ce浓度对贫稀土Ce-Fe-B合金相组成及磁性能的影响
1
作者
王聪
杨富尧
刘洋
韩钰
高洁
孙浩
刘成宇
机构
国网智能电网研究院有限公司先进输电技术全国重点实验室
出处
《材料导报》
北大核心
2025年第7期140-144,共5页
基金
国家电网公司总部科技项目(5500-202258312A-2-0-QZ)。
文摘
Nd-Fe-B型永磁材料因其优异的室温磁性能而广泛应用于能源、轨道交通等领域。然而,材料的大量使用也造成了Nd、Pr等关键稀土元素的加速消耗和价格剧增。如何保证材料性能稳定的同时减少关键稀土元素的过度消耗是目前亟须解决的关键问题之一。选用高丰度稀土元素Ce替代关键稀土元素是一种有效的解决办法,对此,本工作用熔体快淬法制备了一系列贫稀土Ce_(1-x)Fe_(83+x)B_(6)(x=0~4)合金,并系统研究了快淬速度和Ce浓度对合金相组成及磁性能的影响。结果表明:在熔体快淬过程中,加快快淬速度可有效增加合金中的Ce_(2)Fe_(14)B硬磁相含量,进而提高合金整体的磁性能。在13~21 m/s的快淬速度内,Ce_(11)Fe_(83)B_(6)合金主要由Ce_(2)Fe_(17)和Ce_(2)Fe_(14)B相组成。随着快淬速度的加快,Ce_(2)Fe_(14)B相含量逐渐由16.89%增加至58.30%,相应地,合金的饱和磁极化强度J_s、剩磁J_(r)和矫顽力H_(c)也表现为增大的趋势,当快淬速度为19 m/s时,其磁性能达到最佳,此时J_s为0.84 T、J_(r)为0.41 T、H_(c)为106.72 kA/m。随着Ce浓度的降低,合金中的Ce_(2)Fe_(14)B相含量逐渐减少,相反地,生成了具有高饱和磁极化强度的α-Fe软磁相,尤其当Ce浓度为7%时,在软磁相含量增加以及与硬磁相间的交换耦合作用下,合金的J_s和J_(r)分别提高至1.18 T和0.44 T。
关键词
Ce-Fe-B合金
快淬速度
Ce浓度
相组成
磁性能
Keywords
Ce-Fe-B alloy
melt-spinning speed
Ce content
phase constitution
magnetic property
分类号
TG146.4 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
0.20 mm耐热型取向硅钢的微观组织、磁性能及应用
被引量：
2
2
作者
程灵
张艳秉
马光
陈云翔
何承绪
韩钰
机构
国网智能电网研究院有限公司先进输电技术全国重点实验室
国家
电网
有限公司
特高压事业部
国网
福建省电力
有限公司
电力科学
研究院
出处
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期146-155,共10页
基金
国家电网公司科技项目(5108-202218280A-2-333-XG)。
文摘
耐热型低损耗取向硅钢是制造超高能效立体卷铁心变压器的理想材料。采用OM,SEM和EBSD技术研究0.20 mm耐热型激光刻痕和机械刻痕取向硅钢的微观组织及刻痕线晶粒取向特征,采用任意波形磁场激励测量系统研究两种耐热型取向硅钢去应力退火后在正弦及复杂工况下的电磁性能,基于MagNet有限元软件开展10 kV/400 kVA超高能效变压器铁心和绕组建模、仿真分析及实验验证。结果表明:耐热型激光刻痕和机械刻痕取向硅钢磁畴细化机制完全不同,前者依赖于在原始厘米级大尺寸Goss晶粒表面形成由金属氧化物填充的平行沟槽,后者通过在基体表层形成等距离分布的直径40~50μm随机取向晶粒,其与原始晶粒之间的大角度晶界及亚晶界可细化磁畴降损;在850℃退火0~8 h过程中,两种耐热型取向硅钢样品的铁损均先下降、后小幅上升或趋于平稳,谐波和直流偏磁工况下的损耗变化规律基本相当;在完成铁心截面级数优化、磁场和损耗仿真的基础上,研制的国产耐热型激光刻痕取向硅钢10 kV/400 kVA立体卷铁心变压器空载损耗、负载损耗分别较国标GB20052-2020能效1级变压器限定值大幅降低了17.3%和7.9%,具有超高能效特征。
关键词
耐热型取向硅钢
微观组织
电磁特性
超高能效变压器
Keywords
heatproof grain-oriented silicon steel
microstructure
electromagnetic characteristics
ultra-high energy efficiency transformer
分类号
TG142.77 [金属学及工艺—金属材料]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
快淬速度和Ce浓度对贫稀土Ce-Fe-B合金相组成及磁性能的影响
王聪
杨富尧
刘洋
韩钰
高洁
孙浩
刘成宇
《材料导报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
0.20 mm耐热型取向硅钢的微观组织、磁性能及应用
程灵
张艳秉
马光
陈云翔
何承绪
韩钰
《材料工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
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