【摘 要】
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由于稀土资源应用的严重失衡及Pr/Nd价格的飞涨,近期有关铈磁体的研究报道明显增加,但是对于其他两种高丰度元素Y、La的研究还比较少。本文制备了Ce-Fe-B、（Ce,Y）-Fe-B和（Ce,Y,La）-Fe-B三种磁体,对磁体的相组成和微结构特征进行了分析,研究了Y、La添加的作用及其对Ce基磁体的组织结构和磁性能的影响。在此基础上,采用双主相工艺制备了（Ce,Y,La）-Fe-B和（Ce,RE
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由于稀土资源应用的严重失衡及Pr/Nd价格的飞涨,近期有关铈磁体的研究报道明显增加,但是对于其他两种高丰度元素Y、La的研究还比较少。本文制备了Ce-Fe-B、（Ce,Y）-Fe-B和（Ce,Y,La）-Fe-B三种磁体,对磁体的相组成和微结构特征进行了分析,研究了Y、La添加的作用及其对Ce基磁体的组织结构和磁性能的影响。在此基础上,采用双主相工艺制备了（Ce,Y,La）-Fe-B和（Ce,RE）-Fe-B（RE=Nd,Pr,Gd）双主相磁体,研究了双主相磁体中稀土元素的不均匀分布特点,解释了双主相磁体的矫顽力增强机制。最后,采用电弧熔炼方法制备名义成分为RE2Fe14B（R=Nd,Ce,Y,La）的合金铸锭,探讨不同稀土元素形成的RE-Fe-B合金的凝固行为、相组成特点、相变温度等。论文为贫镨钕高丰度稀土永磁材料的发展奠定基础。论文主要结论如下:（1）研究发现:Ce-Fe-B、（Ce,Y）-Fe-B和（Ce,Y,La）-Fe-B速凝片主要由RE2Fe14B相、REFe2相组成,同时含有少量α-Fe和其他杂相,且速凝片组织结构非常不均匀。三种Ce基烧结磁体的磁性能普遍较低。在Ce-Fe-B磁体中存在大量直接接触的主相晶粒,这种“晶粒异常长大”导致其矫顽力很低;添加Y以后,主相晶粒直接接触的现象明显减少,磁体的矫顽力略有增加;通过Y、La复合添加,主相晶粒明显细化,微观结构进一步改善,磁体的矫顽力明显增加。（Ce,Y,La）-Fe-B磁体的磁性能为Br=8.31 k Gs,Hcj=0.924 k Oe,（BH）max=5.299 MGOe。（2）采用双主相方法制备贫镨钕Ce基磁体（Pr Nd/ΣRE=25 at.%）,获得了良好的综合磁性能,其矫顽力Hcj达到5.57 k Oe,磁能积（BH）max达到20.17 MGOe。在双主相磁体中,发现了两种典型核壳结构的晶粒,这两种晶粒的“核”的成分明显不同,但其“壳”层具有相近的化学成分。因为两种晶粒壳层的成分接近,其磁晶各向异性场（HA）趋于一致,所以双主相烧结磁体呈现出类似单主相磁体的反磁化行为;相比HA较低的高Ce主相晶核,该“壳”层具有更高的HA,增加了其反磁化畴的形核场,从而提高了Ce基磁体矫顽力。（3）初步研究表明:对于不同稀土元素的RE2Fe14B（RE=Nd,Ce,Y,La）合金铸锭,其组织形貌明显不同,这反映了这些合金具有区别的凝固特性、相组成和微观组织结构特点。Nd-Fe-B和Ce-Fe-B合金铸锭主要由2:14:1相、α-Fe相和富稀土相组成,但Ce-Fe-B合金的富稀土相为Ce Fe2相,经900℃长时间均匀化处理以后,Nd-Fe-B和Ce-Fe-B合金铸锭中α-Fe相基本消失;Y-Fe-B合金铸锭主要由2:14:1主相构成,同时少量2:17相围绕主相形成“晕圈”,晶界处有少量1:2相,没有在Y-Fe-B合金铸锭中发现α-Fe相;La-Fe-B合金则以α-Fe相和富Fe相为基体相,2:14:1相含量很少,也间接证明了La2Fe14B成相困难。
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