烧结(Nd,Dy)-Fe-B双主相磁体稀土元素扩散的控制和磁性能的研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51861030
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:39.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0107.金属功能材料
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:赵倩; 左建华; 刘飞; 王东山; 张志新; 左敬燕; 李赟;
- 关键词:
项目摘要
The dual-main-phase magnets could be prepared by mixing Nd2Fe14B and Dy2Fe14B powders. However, the substitution of Nd for Dy leads to a decrease in the magnetocrystalline anisotropy of Dy2Fe14B due to Nd element diffusion in sintering at high temperature, so the coercivity doesn’t increase largely. The Project aims to restrain element diffusion according to the difference of activation energy of atomic diffusion between the main phase and the intergranular phase. It is expected to decrease the degree of Nd diffusion in the intergranular phase via decreasing the content of Nd in Nd-Fe-B alloy and increasing Dy content in Dy-Fe-B alloy. The element distribution in the main phase and the intergranular phase as well as the variation of the magnetic properties would be investigated by varying the relative content of Nd and Dy in Nd-Fe-B and Dy-Fe-B alloys. The atomic diffusion and the distribution of rare-earth elements would be further regulated by the doping of refractory metals of Nb and Zr or low melt point elements of Cu and Ga as well as by adjusting the sintering process. Through investigating the effects of the element diffusion and distribution on the magnetization reversal and coercivity, optimize the microstructure, so that the high magnetocrystalline anisotropy could be kept in Dy2Fe14B phase and that Nd2Fe14B grains are well surrounded by Dy2Fe14B phase. It is expected to improve the coercivity significantly by adding a little amount of Dy-Fe-B fine powders and build a theoretical basis for the designs of the composition and the preparation technology of the dual-main-phase rare-earth magnets.
Nd2Fe14B与Dy2Fe14B混合可制备烧结双主相磁体,但高温烧结时Nd元素扩散会取代Dy,导致Dy2Fe14B相磁晶各向异性场降低,磁体矫顽力提高程度不太显著。本项目依据磁体主相、晶间相中元素扩散激活能和扩散机制的不同来控制元素的扩散。拟降低Nd-Fe-B粉末中Nd含量,适当提高Dy-Fe-B细粉的Dy含量,期望减少Nd元素在晶间相中的扩散途径。重点研究Nd和Dy相对含量的变化对主相、晶间相中元素扩散分布以及对磁性能的影响。添加高熔点元素Nb、Zr或低熔点元素Cu、Ga和优化烧结温度时间,进一步控制稀土元素的扩散。在研究元素扩散和非均匀分布对反磁化过程和矫顽力影响的基础上,进一步优化双主相磁体的结构,使Dy2Fe14B相保持高磁晶各向异性场并均匀分布在Nd2Fe14B晶粒边界,期望Dy-Fe-B细粉少量添加能显著提高矫顽力,为优化双主相稀土永磁体的成分和制备工艺建立理论基础。
结项摘要
Nd-Fe-B粉末和Dy-Fe-B粉末混合、压制、烧结制成双主相磁体,调制稀土元素在烧结过程扩散和磁体微结构,提高磁体矫顽力等磁性能。研究不同质量配比合金Dy原子迁移规律,优化低Nd含量Nd-Fe-B粉末成分和少量元素添加工艺,发展晶粒边界相结构调制技术。建立晶粒内部、边界、晶间相中稀土元素Nd、Dy的扩散和分布规律,从成相的稳定性、元素浓度差异揭示烧结(Nd,Dy)-Fe-B双主相复合磁体Nd、Dy等元素的扩散机制。探讨磁体热激活反磁化过程,发现双主相磁体由于晶间交换耦合作用导致反磁化磁畴壁增大的现象。证实除了晶粒壳层能提高反磁化畴壁形核场和磁体矫顽力外,Dy-Fe-B晶粒也能通过晶间耦合作用提高磁体矫顽力。揭示Nd、Dy元素非均匀分布与双主相局部各向异性场变化和矫顽力之间的关系,从成分设计、元素分布工艺调制、结构控制等方面为提高稀土永磁体磁性能建立理论和实验基础。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Magnetic properties, microstructure and magnetization reversal in sintered Nd12.2Fe81.8B6 magnets with the addition of Tb17Fe75B8
添加 Tb17Fe75B8 的烧结 Nd12.2Fe81.8B6 磁体的磁性能、显微组织和磁化反转
- DOI:10.1016/j.jmmm.2019.03.077
- 发表时间:2019-08-01
- 期刊:JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS
- 影响因子:2.7
- 作者:Li, Zhu-bai;Zhang, Zhi-xin;Zhang, Xue-feng
- 通讯作者:Zhang, Xue-feng
High performance and exchange coupling in magnetization reversal of sintered (Nd,Dy)-Fe-B magnets
烧结 (Nd,Dy)-Fe-B 磁体磁化反转中的高性能和交换耦合
- DOI:10.1016/j.jallcom.2022.166944
- 发表时间:2022-08
- 期刊:Journal of Alloys and Compounds
- 影响因子:6.2
- 作者:Zhu-bai Li;Zhen Zhang;Yuan-zhe Fu;Chao Wang;Lei Wei;Suo Bai
- 通讯作者:Suo Bai
Regulating element distribution to improve magnetic properties of sintered Nd-Fe-B/Tb-Fe-B composite magnets
调节元素分布提高烧结Nd-Fe-B/Tb-Fe-B复合磁体的磁性能
- DOI:10.1088/1674-1056/28/7/077503
- 发表时间:2019
- 期刊:Chinese Physics B
- 影响因子:1.7
- 作者:Li Zhu Bai;Zuo Jing Yan;Wang Dong Shan;Liu Fei;Zhang Xue Feng
- 通讯作者:Zhang Xue Feng
磁振子宏观效应以及热扰动场对反磁化的影响
- DOI:10.7498/aps.71.20220168
- 发表时间:2022
- 期刊:物理学报
- 影响因子:--
- 作者:李柱柏;魏磊;张震;段东伟;赵倩
- 通讯作者:赵倩
Interface layer thickness dependence of magnetic properties of SmCo/Fe exchange-spring multilayers: An analytical micromagnetic approach
SmCo/Fe 交换弹簧多层磁性的界面层厚度依赖性:一种分析微磁方法
- DOI:10.1016/j.jmmm.2019.165858
- 发表时间:2020-02
- 期刊:Journal of Magnetism and Magnetic Materials
- 影响因子:2.7
- 作者:Zhao Q.;He X. X.;Morvan F. J.;Zhang X. F.;Zhao G. P.;Li Z. B.;Li L. F.;Liu Y. L.
- 通讯作者:Liu Y. L.
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其他文献
纳米复合磁体的界面结构、交换耦合和反磁化的研究进展
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- 发表时间:2016
- 期刊:功能材料
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- 作者:李柱柏;张雪峰;李永峰;刘艳丽;赵倩
- 通讯作者:赵倩
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