【摘 要】
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高丰度稀土应用于钕铁硼永磁体以缓解稀土资源消耗不均衡,早期研究主要集中在含La、Ce的稀土铁硼方面,存在相结构稳定性差、显微组织难以调控等难题。由高丰度元素Y、La、Ce组成的R2Fe14B相中,Y2Fe14B具有综合内禀磁性能最高和相结构稳定的优点,因此含Y稀土铁硼永磁材料正逐渐成为研究热点。一方面,由于Y偏聚在主相有较强的磁稀释作用,需要对含钇稀土铁硼永磁体的元素分布进行优化。本文通过Y/Ce
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高丰度稀土应用于钕铁硼永磁体以缓解稀土资源消耗不均衡,早期研究主要集中在含La、Ce的稀土铁硼方面,存在相结构稳定性差、显微组织难以调控等难题。由高丰度元素Y、La、Ce组成的R2Fe14B相中,Y2Fe14B具有综合内禀磁性能最高和相结构稳定的优点,因此含Y稀土铁硼永磁材料正逐渐成为研究热点。一方面,由于Y偏聚在主相有较强的磁稀释作用,需要对含钇稀土铁硼永磁体的元素分布进行优化。本文通过Y/Ce协同作用调控了高丰度元素在磁体中的分布,制备了高Y取代量的稀土铁硼永磁体。另一方面,由于Y2Fe14B矫顽力温度系数低,研发高温度稳定性的含钇稀土铁硼永磁体也是重要的研究方向之一。本文分别使用双合金法和晶界扩散法调控含Y晶粒表面的Dy元素分布,制备出高温度稳定性的低重稀土含钇稀土铁硼磁体。主要研究内容及结果如下:（1）利用Y在主相形成核壳结构和Ce元素优先分布在晶界的特点对（PrNd）-（YCe）-Fe-B磁体中高丰度元素的分布进行了调控,分析了不同Y/Ce比例下（Pr,Nd）-（Y,Ce）-Fe-B磁体微观结构、元素分布和磁性能之间的关联性。随着Y/Ce比例降低,磁体仍然能保持Y形成的核壳结构,同时主相晶粒内的高丰度元素减少,减弱了磁稀释作用,有效提升磁体的矫顽力,在此基础上建立了含Y磁体元素分布优化模型。（2）系统性研究了双合金法和晶界扩散法在含Y磁体中添加DyHx对Dy元素分布、显微组织和磁性能的影响,并分析了Dy元素分布与温度稳定性的关联性。通过对晶粒表面磁硬度的增强,双合金法中Dy元素对矫顽力的提升效率约为2.8k Oe/wt%;与双合金法相比,扩散形成的富Dy壳层更薄、壳层中Dy元素浓度更高、晶界结构更优,因此晶界扩散法中Dy元对矫顽力的提升效率最高达到13.42k Oe/wt%。晶界扩散和双合金制备的磁体的矫顽力温度系数明显优于普通商业无Y磁体,另外,由于Dy元素在晶界扩散磁体中梯度分布具有“自补偿效应”,因此晶界扩散DyHx磁体的磁通不可逆损失比双合金磁体更低。
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