山东建筑大学等:调整RE和B含量优化(Misch Metal, Nd)-Fe-B烧结磁体微观结构与磁性能

文摘   科学   2024-08-06 09:00   北京  

7月27日,《Journal of Magnetism and Magnetic Materials》在线发表了一篇题为"Adjusting microstructure and magnetic properties of (Misch Metal, Nd)-Fe-B sintered magnets by varying rare earth and boron contents"的研究论文,该论文由山东建筑大学、包头稀土院、浙江大学研究团队完成,通讯作者为山东建筑大学谢继浩博士论文指出,通过调整稀土(RE)和硼(B)含量,可以显著改善(混合稀土,钕)-铁-硼烧结磁体的微观结构和磁性能。
稀土元素的不平衡使用和成本问题限制了高性能烧结磁体的广泛应用。本研究旨在解决这一问题,通过部分替代昂贵的钕/镨合金,使用价格低廉的混合稀土(MM),以减少稀土分离过程中的污染,降低永磁体成本,并提高资源的有效应用。
实验中,研究团队制备了名义成分为(MM0.25Pr0.15Nd0.6)30Fe67.7B1Co0.2Al0.4Ga0.3Cu0.2Zr0.2 (wt.%)等的合金条带,通过感应熔炼和带材铸造制备而成。合金条带经过氢气脱气处理、氮气氛围下的气流磨细化,然后在2T的磁场下压制成型,接着在200 MPa下等静压。生坯在不同温度下真空烧结3至5小时,并经过两步退火处理。
实验结果显示,随着RE含量的增加和B含量的减少,磁体的密度、矫顽力(Hcj)和最大磁能积[(BH)max]均得到显著提升。特别是,当RE含量从30 wt.%增加到33 wt.%,B含量从1 wt.%降低到0.9 wt.%时,Hcj提高了31.8%。微观结构分析表明,这主要归因于晶界(GB)体积的增加和额外REFe2相的形成。

通过有限差分微磁模拟,研究证实了REFe2相作为顺磁性GB对提高矫顽力具有积极作用。在退磁过程中,当顺磁性GB变厚时,反转畴的传播受到阻碍。

本研究通过调整RE和B含量,优化了(MM, Nd)-Fe-B烧结磁体的微观结构和磁性能,为解决稀土资源利用不平衡问题和提高基于MM的烧结磁体的磁性能提供了新的方案。
DOI链接:10.1016/j.jmmm.2024.172384。引用格式:H. Li et al., Journal of Magnetism and Magnetic Materials 606 (2024) 172384

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https://www.sdjzu.edu.cn/lxy/info/1232/3804.htm

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