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科研进展

宁波材料所制备出高性能高丰度稀土基永磁体
日期:2017-04-01, 查看:2063

   稀土2:14:1型永磁体因其高矫顽力、高剩磁及高磁能积的特点,被广泛应用于电子通讯、交通运输、军事装备等领域,并在国民的生产生活中扮演着越发重要的角色,被冠以磁王的称号。近几年来,出于对稀土资源综合利用和降低稀土永磁企业生产成本的角度考量,对于高丰度稀土元素Ce的应用越发引人关注,但高丰度Ce基磁体因其主相内禀磁性能低,微观结构差,综合磁性能普遍不尽如人意。宁波材料所稀土磁性功能材料实验室通过晶界调控的方式在制备高性能高丰度稀土基永磁体的工作中取得了进展。 

  本实验室通过引入低熔点Nd-Fe合金粉末,采用晶界添加的方式控制稀土Nd元素分布于磁体晶界处,三角晶界处所形成的相经选区电子衍射标定(如图1),表明形成的为RE6Fe13Cu1相,而与初始Ce基磁体存在于三角晶界处的REFe2相相比,新形成的相具有更低的熔化温度(702K),因而在对磁体进行回火热处理时,晶界处流动性更强更易于在主相晶粒间形成薄层晶界,短程去磁耦合作用更为明显。对主相晶粒边缘与中心处元素分析结果(如图2)表明,由于存在浓度梯度差异,控制Nd在晶界处分布会使得晶粒边缘处Nd含量高于晶粒中心处,从而在晶粒表层形成类似重稀土元素扩散磁体中常见的核壳结构,有利于修理晶粒表层缺陷,提高主相晶粒各向异性场,最终制备得到矫顽力Hcj=12.7kOe,剩磁12.21kGsCe基稀土永磁体(如图3),相关工作已申请发明专利(CN 201610901011.6),并发表于AIP Advances(DOI: 10.1063/1.4976722) 

  上述工作得到了国家重点研发计划(2016YFB0700903)的支持。 

 

 晶界调控前后三角晶界处对应选区电子衍射花样 

 

 晶界调控前后主相晶粒边缘及中心处元素分布差异 

 

 晶界改性前后样品磁性能对比 

    (稀土磁性功能材料实验室 陈侃)