纳米晶Ce-Fe-B基磁体的结构与性能调控

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钕铁硼(Nd-Fe-B)磁体的广泛应用促使全球对中低丰度稀土元素钕、镨、镝、铖的需求猛增。然而,以铈(Ce)为主的高丰度稀土元素在稀土永磁中仍未获得大量应用,造成稀土资源的严重不平衡利用。从原材料成本和国家战略安全角度考虑,高性价比的高丰度稀土永磁的研究与开发势在必行。本文采用熔体快淬技术制备了纳米晶Ce-Fe-B基永磁合金,通过非稀土元素添加优化了合金的成分。Ce原子L3边X射线吸收精细结构图谱(图1)表明,成分优化后合金中的Ce3+价态比重增加,而Ce4+价态比重降低。将低熔点NdCu合金粉末与上述优化后的Ce-Fe-B合金粉末混合,通过放电等离子烧结(SPS)技术制备了具有双主相结构的纳米晶(Nd,Ce)-Fe-B磁体。透射电镜结果(图2)显示,部分Nd原子扩散进入了主相晶粒内部,由于Nd2Fe14B化合物具有比Ce2Fe14B化合物更优异的内禀性能,(Nd,Ce)-Fe-B主相的形成有效改善了磁体的硬磁性能和热稳定性。与快淬合金相比,SPS磁体晶间交换耦合作用明显弱化,长程静磁相互作用增强。
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