悉尼大学郑荣坤ACS Crystal Growth & Design: 稀土永磁材料最新进展！

【引言】

当前，稀土永磁王钕铁硼已被广泛应用在音响、汽车、清洁能源等生活的方方面面。然而成品的矫顽力却只有理论值的20-30%，这严重限制了钕铁硼的高温应用。所以为了提高矫顽力，现有的成品大多含有一定量的重稀土元素，诸如镝（Dy），但是重稀土元素储量少而且价格昂贵，相当于治标不治本。因此寻求钕铁硼制备工艺的根本改进迫在眉睫。

为了更好地指导工艺的改进，需要对成品实际矫顽力减少的机制进行全面探索。通常成品的加工，包括甩片、制粉、压制成型、烧结、回火、包装等步骤。俗话说的好，好的开始是成功的一半。因此，本文对钕铁硼初始甩片进行了全面的表征分析，发现了现有工艺下制备出的钕铁硼初始甩片的一些弊端，希望可以对工艺改进有所裨益。

【成果简介】

近日，悉尼大学郑荣坤副教授（通讯作者）、新南威尔士大学徐万强研究员（通讯作者），第一作者陈翰笙博士与团队成员使用聚焦离子束辅助的背散射衍射技术（FIB assisted EBSD）、高分辨磁力显微镜（HRMFM）等技术报道了钕铁硼初始甩片从轮辊面到自由面的显微结构和织构的演化。研究表明在轮辊面在形核处之间同时存在无织构的超细等轴晶和（001）强织构的拉长晶粒。这些晶粒的不规则形状和在这些晶粒内部和晶界不均匀分布的富稀土相，会对后续制粉工艺产生不利影响，从而导致成品性能降低。为此，作者提出相对应的解决方法，同时该研究将为钕铁硼甩片的工艺调控提供研究基础。该研究成果以“Microstructural and Texture Evolution of Strip Cast Nd-Fe-B Flake”为题刊登出版在ACS Crystal Growth & Design上。

【图文导读】

图1：钕铁硼甩片轮辊面和自由面的成相情况

a-c) 轮辊面的XRD图谱

d) 自由面的XRD图谱

图2：钕铁硼甩片纵截面显微结构和织构演化

a) 背散射电子图

b) 相对应的反极图(Y)

c) 相对应的(100)，(001)，和(110)极图

图3：钕铁硼甩片轮辊面附近的纵截面显微结构和织构演化

a) 反极图(Y)

b) 相对应的(100)，(001)，和(110)极图

c) 对应的磁畴结构图

d) 从磁力显微镜得出的相位移图

图4：高分辨轮辊面附近的纵截面显微结构和织构演化

a) 二次电子图

b) 背散射电子图

c) 反极图(Y)

d) 相对应的铁，e) 钕，f) 镨，和 g) 铜的元素分布图

图5：柱状晶区的横截面分析

a) 背散射电子图

b) 高分辨背散射电子图

c) 反极图(Z)

d) 相对应的(100)极图

图6：轮辊面形核处显微结构和元素分析

a) 二次电子图

b) 高分辨二次电子图

c) 相对应的铁，d) 钕，e) 镨，f) 氧， g) 镝， h) 钬 和 i) 铝的元素分布图

图7：轮辊面形核处附近的聚焦离子束辅助的背散射衍射分析

a) 不同相的分布图

b) 聚焦离子束辅助的背散射衍射分析图

图8：另一处轮辊面形核处附近的聚焦离子束辅助的背散射衍射分析

a) 背散射电子图

b) 不同相的分布图

c) 反极图(Z)

d) 相对应的á100ñ and á001ñ极图

图9：高分辨钕铁硼甩片纵截面元素分析

a) 背散射电子图

b) 相对应的铁，c) 钕，和d) 镨的元素分布图

图10：钕铁硼甩片自由面显微结构和元素分析

a) 二次电子图

b) 高分辨二次电子图

c) 相对应的钕，d) 镨，e) 钬，f) 镝， g) 铁，和 h) 氧的元素分布图

图11：从轮辊面到自由面的显微结构和织构的演化示意图

文献链接：Microstructural and Texture Evolution of Strip Cast Nd-Fe-B Flake(ACS Crystal Growth & Design, 2017,DOI:10.1021/acs.cgd.7b01213)

本文由陈翰笙博士提供。

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