摘要
Nd-Fe-B永磁材料自20世纪80年代问世以来，便对现代社会的发展产生了极其重要的影响，是现在信息产业的基础之一。但Nd-Fe-B永磁材料热稳定性差且与理论矫顽力相差较大，这限制了其更广泛地应用。使用Tb、Dy等稀缺的重稀土元素虽能提升Nd-Fe-B永磁材料各项磁性能，但也会使得生产成本大幅提高。所以能否使用高丰量稀土元素如La、Ce等在一定范围内取代Nd的用量，从而获得RE-Nd-Fe-B（RE=La、Ce）多主相合金，这不仅能降低材料的成本，还能平衡稀土资源，减少资源不合理应用。但目前看来研究成果并不尽如人意，这是因为缺少对RE-Nd-Fe-B（RE=La、Ce）永磁合金材料的成分、结构和热稳定性之间的关系有充分的认知，导致无法进行准确高效的合金设计。因此，本工作主要对多主相RE-Nd-Fe-B（RE=La、Ce）永磁合金的成分、结构、热稳定性与合金磁性能的构效关系进行深入的研究。本工作对平衡稀土资源，探索新型永磁材料具有重大意义。研究内容可分为以下几个部分： （1）通过计算评估等科学办法获得Nd-Fe-B合金体系液相和fcc相的原子移动性参数，构建合金体系扩散动力学数据库，并建立Nd2Fe14B合金凝固路径与冷却速度关系图。分析研究该关系图预测合金最佳凝固速率并通过实验验证。结果表明模拟结果与实验结果具有一致性。此外，还系统地研究了Nd2Fe14B合金晶粒细化的机理。 （2）对单相La2Fe14B化合物的结构、热稳定性以及生成分解反应进行了系统地研究。在此基础上对双主相La-Nd-Fe-B永磁材料的进行合金设计。研究表明：适当掺杂含高丰度稀土La的Nd-La-Fe-B双主相永磁体仍具有较好的综合磁性能。 （3）研究了Cu掺杂对高丰度稀土Nd-Ce-Fe-B双主相磁体晶界相成分、分布、微观结构以及磁性能的构效关系，获得了合金磁性能与Cu掺杂量的变化关系。研究表明：适当掺杂Cu可改善Nd-Ce-Fe-B双主相永磁体的磁性能。此外，还研究了Cu掺杂改善Nd-Ce-Fe-B双主相永磁体的磁性能的机理。
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