
Nd2Fe14B永磁材料因其优异的磁性能而备受关注,然而,由于稀土元素Nd价格高昂,Nd2Fe14B合金的发展受到严重限制。Ce2Fe14B合金也显示出明显的硬磁特性。Ce储量丰富且价格低廉。因此,Ce2Fe14B合金有望在部分工业领域替代Nd2Fe14B合金。推进 Ce2Fe14B合金的研究有助于生产低成本磁体并平衡稀土资源利用。与Nd2Fe14B合金相比,Ce2Fe14B合金的磁性能不尽如人意。此外,室温下非铁磁性相CeFe2常在合金制备过程中出现,严重抑制了Ce-Fe-B合金的磁性能。因此,提高 Ce-Fe-B 合金的磁性能已成为硬磁材料领域的一个研究重点。上海大学徐晖教授课题组通过对特定成分和优化工艺制备的 Ce-Fe-B-Co-Zr 合金,在略低于其居里温度(438K)下施加磁场(1 T)进行热处理,可以细化晶粒、优化相分布,从而显著增强晶粒间交换耦合作用,最终实现磁性能(特别是剩磁和最大磁能积)的大幅提升,为开发高性能、低成本的铈基永磁体提供了重要技术支持。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jre.2022.06.015
本文要点:
1)0.04 MPa 压力下实现了 Ce₂Fe₁₄B 相含量与晶粒细化的最佳平衡,因此磁性能最优。后续磁场热处理研究选用此压力下制备的快淬样品。
2)文中对比了文献中多种 Ce-Fe-B 基磁体的性能。本工作在 438K × 1T 样品上获得的综合磁性能(尤其是 Br 和 (BH)max)具有竞争力。
3)磁场热处理有效抑制了晶粒长大,促进了晶粒细化与均匀化。
4)磁场热处理减少了非磁性的 CeFe₂对硬磁相晶粒间的物理隔离。磁场热处理显著增强了 Ce₂Fe₁₄B 晶粒间的交换耦合作用。 这归因于晶粒细化、分布均匀以及非磁相的减少。
图形摘要:磁场热处理可以提高磁性能,细化晶粒

Ce17Fe76.5Co1Zr0.5B6 合金的内禀矫顽力 Hci、剩磁 Br 和最大磁能积 (BH)max 随磁场退火温度的变化关系。

Ce17Fe76.5Co1Zr0.5B6 合金的 STEM 图像:(a-1) 旋淬态样品,(b-1) 438 K × 1 T 样品;旋淬态样品 (a-2) 和 438 K × 1 T 样品 (b-2) 的晶粒尺寸分布直方图。