晶界扩散Tb对烧结NdFeB磁体耐蚀性的影响

为实现重稀土金属资源的均衡开发利用以及降低磁体的制造成本,晶界扩散技术被应用于提高烧结钕铁硼磁体的矫顽力,但晶界扩散Tb对磁体耐腐蚀性能的影响有待于进一步研究。采用磁控溅射方法在NdFeB磁体表面沉积一层Tb镀层,经过晶界扩散热处理后制备出(Tb,Nd)FeB磁体。对NdFeB磁体和(Tb,Nd)FeB磁体的微观结构、磁性能和耐蚀性能进行比较研究。结果表明:与NdFeB磁体相比,(Tb,Nd)FeB磁体的内禀矫顽力Hcj得到显著提升。但是,(Tb,Nd)FeB磁体具有更宽的晶界相,且晶界相连续分布在主相晶粒周围,形成了磁体的腐蚀通道,当磁体处于腐蚀性环境中,更易引起磁体的腐蚀。因此,晶界扩散在提高磁体矫顽力的同时,降低了NdFeB磁体的耐腐蚀性能。

富稀土相对晶界扩散Nd_(2)Fe_(14)B磁体微结构与磁性能的影响

利用磁控溅射技术制备了重稀土元素Tb晶界扩散的Nd_(2)Fe_(14)B磁体,研究了不同富稀土相磁体晶界扩散后的微观结构和磁性能。在最佳热处理温度950℃扩散和520℃退火的基础上,两种不同富稀土相磁体的矫顽力从11.96 kOe和13.37 kOe分别增加至18.97 kOe和22.85 kOe,但剩磁变化不明显;富稀土相较多的磁体相对于较少的磁体矫顽力增幅提高了35.2%。研究发现,重稀土元素Tb在晶界扩散中替代了磁体晶粒外延层的Nd,形成了(Nd,Tb)_(2)Fe_(14)B核-壳结构;而凭借较多的富稀土相形成的扩散通道,使Tb更为顺畅地扩散到磁体内部,有效隔离晶粒,起到良好的交换去耦合作用。磁畴观察发现,随扩散的深入,富稀土相较多的磁体能形成更多的核-壳结构,晶粒表面磁畴反转域较少,利于矫顽力提高。微成分分析研究表明,有效地控制富稀土相的含量和分布可进一步提高晶界扩散磁体的磁性能。