北京科技大学:固有矫顽力对Tb浓度和扩散型钕铁硼磁体核壳结构的依赖性 发布时间:2024-02-26

  

  2月18日,由北京科技大学研究团队(通讯作者:包小倩副研究员、高学绪研究员)完成的关于钕铁硼矫顽力的成果发表于《Journal of Alloys and Compounds》,论文题目为“The dependence of intrinsic coercivity on Tb concentration and core-shell structure of diffused Nd-Fe-B magnets”。该研究通过分析不同扩散深度的成分、核壳结构和磁性能之间的关系,揭示了Tb浓度、核壳结构和固有矫顽力之间的显著梯度特征。

  钕铁硼磁体的晶界扩散过程已被证实可以通过使用较少量的HRE元素显著增加其矫顽力。本研究旨在深入调查扩散磁体沿深度方向的成分和壳层结构的梯度特征及其内在联系,并晶界扩散将Tb元素导入磁体来观察到的梯度矫顽力。

  实验采用商业化的无重稀土N50烧结钕铁硼磁体作为基磁体,通过磁控溅射在磁体表面涂覆15微米厚的铽膜后,磁体被加热至900℃并保持10小时以进行GBDP,然后在500℃下退火5小时。通过逐层去除磁体表面,分析不同深度的微结构和磁性能变化。


  对扩散型钕铁硼磁体中Tb的浓度、核壳结构以及固有矫顽力(Hci)在磁体不同深度上的梯度特性进行了深入的研究。结果表明,磁体Hci能通过提高824.4 kA/m达到1864.7 kA/m,即使在去除磁体表层后,磁体中心Hci仍提高662.3 kA/m。说明靠近磁体表面的铽富集壳层对磁体矫顽力的增强有显著贡献,铽元素在磁体中心近并不足以形成完整的壳层,影响了矫顽力的进一步提升。高角环形暗场(HAADF)探测器和能量色散X射线光谱(EDS)在双校正的透射电子显微镜(STEM)下判断了原子尺度形貌和元素。

 


  通过研究了解到磁体中Tb元素的浓度和梯度分布对矫顽力有重要影响。尽管近中心部分的磁体中Tb浓度较低,但依然对矫顽力的提升作出贡献。通过对合金进行原子尺度的表征,揭示了Tb元素的浓度、核壳结构和矫顽力之间的紧密联系。

  综上,本文强调了晶界扩散过程中铽富集壳层的重要性,Tb元素的梯度分布仍然是GBDP中的一个问题,需要提出新的想法以便进一步研究,以实现高效利用重稀土。


版权所有:包头稀土新材料技术研发中心 Copyright@2021-2024 All rights reserved   |   蒙ICP备2024008810号