关于高丰度稀土永磁材料

很多磁体消费者都想了解CeFeB磁体的产业化进展,一些磁体制造商声称CeFeB磁体将成为新一代永磁体。然而,纯烧结的CeFeB磁体多年前就已经失效,目前对CeFeB磁体的研究大多集中在(Ce,RE)FeB磁体上。

为什么CeFeB磁体近年来受到如此多的关注?

原因1:原材料成本

PrNd金属约占钕铁硼磁体原材料成本的90%。2010年稀土材料价格上涨了5倍以上,磁铁用户面临着磁铁成本的巨大压力,寻找一种低成本的磁铁是他们极其迫切的任务。Ce的价格仅为PrNd的十分之一,所以CeFeB磁铁的研究进展重新赢得了终端用户的兴趣。

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理由二:合理利用稀土资源

铈是全球储量最大的稀土元素。铈在氟碳铈矿中的含量一般在43% ~ 50%之间。铈在抛光粉、储氢材料、燃料电池和合金钢等领域有着广泛的应用。稀土元素大多以多元素共生的形式存在。钕铁硼磁体工业的快速发展导致了铈的严重积压。因此,合理利用铈已上升到战略高度。

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为什么纯CeFeB磁铁不能满足要求?

大量的研究表明,CeFeB磁体的相组成与NdFeB磁体有很大的不同。钕铁硼磁体中的相包括Nd214B相,富nd相,富B相。两个和214B相和富nd相对钕铁硼磁体的磁性能有积极的影响。除了磁相Ce214B和富B相,也有大量的CeFe2相在CeFeB磁体中,而在NdFeB磁体中找不到类似的相。这使得CeFeB的最佳组成不同于NdFeB体系。值得注意的是,CeFe2相位不利于获得高的内在矫顽力。

对于镧系元素,研究人员已经准备了R214并研究了它们的晶格结构和磁性能。R的晶格常数214B相是典型的镧系元素收缩,对Fe-Fe距离有影响。对Ce214B相,其晶格常数明显低于镧系元素的正常收缩趋势,这导致Fe-Fe距离缩小。因此,Ce具有本征磁性214B,如居里温度和饱和磁化强度,将比Nd低得多214由于上述因素。

铈中晶格常数和本征磁性异常的根本原因214B是铈元素的混合价特征。铈原子的基态电子构型为[Xe]4f15d16年代2.铈离子既可以以Ce的形式存在3+离子像普通稀土离子一样,或失去一个of电子是Ce4+离子。铈离子在不同价态中的选择性占位,使铈呈现混合价态。

(Ce, RE) FeB磁体的工业化进展

纯CeFeB磁体已被证明是失败的,主要工作是用铈替代Pr/Nd制备(Ce, RE) FeB磁体。(Ce, RE) FeB的工业化主要由国内科研人员和高丰度稀土永磁体进行。事实上,中国的一些小型磁铁制造商在许多年前就已经在使用铈和镧了。中国研究团队提出了双主相技术来开发(Ce, RE) FeB磁体。(Ce, RE) FeB磁铁的等级包括N45, N40, N38, N35, N33, N30, N28和N38M。铈的引入会导致本征矫顽力的降低,进而影响其居里温度和使用环境。研究人员希望利用稀土元素和钴等其他元素的联合添加来提高Max。(Ce, RE) FeB磁铁的工作温度。

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