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8月1日，《Journal of Rare Earths》期刊在线发表了一篇由宁波材料所、宁波大学完成的题为“Effect of cerium distribution on Dy-containing grain boundary diffusion in high Ce-content sintered magnets”的论文，通讯作者为宁波材料所Xiaodong Fan、郭帅研究员。论文指出，通过多主相过程结合含镝的晶界扩散过程（GBDP），制备出高性能的高铈含量烧结磁体。
高铈含量磁体在提高磁性能方面面临挑战，尤其是矫顽力的降低。本论文通过多主相（MMP）过程，调整铈的分布并结合GBDP，以期改善高铈含量磁体的磁性能。![]()
研究团队首先采用条铸法制备了名义成分为(Nd0.55Ce0.45)29.5FebalB0.98M1.3（定义为Ce45，Ce/总稀土元素 = 45 wt%，M = Al, Cu, Zr, Ga, Co）、(Nd0.3Ce0.7)29.5FebalB0.98M1.3（Ce70）和Nd29.5FebalB0.98M1.3（Ce0）的合金，以及Gd85Cu15合金。通过氢气破碎和气流磨削方法，将上述合金制备成粒径约为2.7微米的细粉。Gd85Cu15合金的粉末粒径约为2.1微米。
将制备好的细粉在2.0 T的磁场中进行取向和压实，以形成坯体。对于单主相（SMP）Ce45坯体，直接使用Ce45粉末；双主相（DMP）Ce45绿色坯体由Ce70和Ce0粉末以64:36的质量比混合制成；多主相（MMP）Ce45坯体则由Ce70、Ce0和Gd-Cu粉末以67:31.5:1.5的质量比混合制成。在高真空（1.0×10^-3 Pa）条件下，将压制成型的压坯进行烧结处理，温度范围为1015–1020 °C，持续4小时。烧结后，进行两次退火处理，第一次在900 °C下进行2小时，第二次在500 °C下进行2小时。通过线切割方法，将烧结后的样品切割成直径为7毫米、高为5毫米的圆柱形样品。使用Pr40Dy45Fe9Al3Ga3（定义为Pr-Dy-Fe-Al-Ga）作为扩散源，该扩散源粉末的平均粒径为2.19微米。将扩散源粉末通过粉末涂层的方式应用于烧结后的样品表面，并在900 °C下进行15小时的晶界扩散处理，随后在500 °C下进行2小时的退火。实验结果显示，多主相（MMP）扩散磁体展现出了卓越的磁性能，其剩余磁感应强度达到12.52 kGs，矫顽力达到16.08 kOe，最大磁能积达到36.44 MGOe。
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通过EPMA和TEM等手段，研究团队深入分析了磁体的微观结构和元素分布。结果表明，通过MMP过程，铈元素在晶粒核心处的限制，促进了晶界处连续结构的形成，以及具有高各向异性场的多层壳结构的形成，同时保持了扩散磁体的Br。此外，磁畴分析表明，MMP扩散磁体有效地抑制了退磁场的成核，并增强了磁畴壁的钉扎效应。![]()
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该研究为开发具有优越性能的高铈含量烧结磁体提供了实验基础。通过精心设计的多主相过程和晶界扩散技术，研究团队成功地解决了高铈含量磁体在磁性能上的局限，为稀土资源的可持续利用和高性能磁体的制备开辟了新途径。引用格式：Li Y, Jia Z, Fan X, Yang X, Li Q, Pan J, Cao S, Ding G, Guo S, Chen R, Yan A. Effect of cerium distribution on Dy-containing grain boundary diffusion in high Ce-content sintered magnets. Journal of Rare Earths. https://doi.org/10.1016/j.jre.2024.08.001.欢迎加小编微信号：CisHH9
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