美国艾姆斯国家实验室通过热变形与轧制合成法开发新型Nd-lean (Nd,Ce,La)-Fe-B磁体

文摘   2024-08-28 09:00   北京  

8月20日,"Synthesis of Nd-lean (Nd,Ce,La)-Fe-B magnets via hot deformation and rolling"的研究论文在线发表于《Journal of Alloys and Compounds》。该论文研究团队来自Ames National Laboratory和Iowa State University。该研究通过热变形和轧制工艺开发了一种新型的Nd-lean (Nd,Ce,La)-Fe-B磁体,显著提升了磁体的能积。
Ames National Laboratory的研究团队着眼于开发一种成本效益高且资源可获取性更强的Nd-lean型永磁材料。该团队面临的主要挑战是如何在减少Nd含量的同时保持或提升磁体的磁性能。本研究采用热变形和轧制工艺合成磁体,并通过添加Ce-Al-Cu颗粒边界改性剂来优化微观结构,从而在降低Nd含量的同时实现了高能积和良好的热稳定性。
研究团队首先通过激光定向能量沉积(DED 3D打印)技术制备了(Nd,Ce,La)-Fe-B合金库(library)。随后,通过弧熔法制备了名义成分为(Nd0.47Ce0.28La0.25)2.2Fe14B1 + (1.5 wt.% TiC)的合金,并进行了熔旋处理以制备非晶/纳米晶态的合金带材。在热变形过程中,合金TC与不同含量的Ce-Al-Cu合金粉末混合,然后在780°C至850°C的温度范围内进行变形处理,施加157 MPa的压力以实现约75%的变形比。此外,还探讨了不同时间(4至20分钟)对合金性能的影响。

实验结果显示,添加2.5 wt.% Ce-Al-Cu可使合金的最大能积从单体合金的约12 MGOe提高到添加颗粒边界改性剂后的约20 MGOe。随着热变形温度的提高,合金的微观结构和晶体学取向得到了优化,但当温度超过800°C时,由于晶粒长大导致矫顽力下降。通过XRD和TEM等技术对样品进行了微观结构分析,发现TiC粒子和Ce原子的分布对提高合金的磁性能有重要作用。此外,通过热轧过程合成的样品表现出与热变形样品相当的能积,展示了热轧法在规模化生产高性能磁体方面的潜力。

Ames National Laboratory的研究团队开发了一种新型的Nd-lean (Nd,Ce,La)-Fe-B磁体,该磁体通过热变形和轧制工艺实现了高能积和良好的热稳定性。
引用格式:K.S. Anand et al., "Synthesis of Nd-lean (Nd,Ce,La)-Fe-B magnets via hot deformation and rolling," Journal of Alloys and Compounds, (2024) doi:https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.176124.

稀土永磁科技进展
提供钕铁硼、钐钴、钐铁氮及其他类型等稀土永磁科技的进展信息,为从业人员提供参考
 最新文章