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磁控溅射涂镀重稀土晶界扩散渗入钕铁硼磁体的能效分析
1
作者
田广科
张希
+3 位作者
崔光宇
王瑜
许亿
夏原
《表面技术》
北大核心
2025年第16期221-230,共10页
目的采用Dy、Tb等重稀土元素晶界扩散是制备高性能钕铁硼磁材的重要技术手段,但现阶段工业化晶界扩散生产过程的工艺模式仍然较为粗放,对重稀土等国家战略性资源的极致利用还远不够精细。方法采用直流磁控溅射镀膜技术在牌号42SH钕铁硼...
目的采用Dy、Tb等重稀土元素晶界扩散是制备高性能钕铁硼磁材的重要技术手段,但现阶段工业化晶界扩散生产过程的工艺模式仍然较为粗放,对重稀土等国家战略性资源的极致利用还远不够精细。方法采用直流磁控溅射镀膜技术在牌号42SH钕铁硼磁体表面沉积约10μm厚Tb涂层,然后在高真空扩散炉中对镀Tb磁体进行晶界扩散处理,研究了一步扩散法和梯度扩散法工艺模式变化对Tb渗入效率和提高磁体内禀矫顽力实际效能的影响,尝试性地建立了重稀土渗入效率、单位重稀土渗入量产生的实际效能、单位重稀土沉积量产生的实际效能的计算方法,结合电子探针分析了不同扩散模式下重稀土渗入磁体的分布特征。结果一步扩散法的重稀土渗入效率由86%提高到91%和95%,而梯度扩散法达到96%。梯度扩散法的单位浓度Tb渗入量的内禀矫顽力提升量可达到21.42 kOe/wt.%Tb,单位浓度Tb沉积量的内禀矫顽力提升量可达到20.5 kOe/wt.%Tb,换算成单位内禀矫顽力提升量需要的Tb沉积量则为0.049wt.%Tb/kOe,该指标可为不同内禀矫顽力提升量的生产需求预测出合理的重稀土沉积量。结论在梯度扩散模式下,有更多的Tb原子沿晶界相渗入至磁体更深位置,在更多的Nd2Fe14B主相晶粒表面形成具有更高磁晶各向异性场核壳结构(Nd,Tb)2Fe14B硬磁层,所以梯度扩散模式下矫顽力提升量最大。
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关键词
钕铁硼永磁体
重稀土晶界扩散
磁性能
微观组织与结构
成分
定量评估
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职称材料
题名
磁控溅射涂镀重稀土晶界扩散渗入钕铁硼磁体的能效分析
1
作者
田广科
张希
崔光宇
王瑜
许亿
夏原
机构
兰州交通大学国家绿色镀膜技术与装备工程技术研究中心
包头金山磁材有限公司
中国科学院力学研究所
出处
《表面技术》
北大核心
2025年第16期221-230,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2021YFB3500100)。
文摘
目的采用Dy、Tb等重稀土元素晶界扩散是制备高性能钕铁硼磁材的重要技术手段,但现阶段工业化晶界扩散生产过程的工艺模式仍然较为粗放,对重稀土等国家战略性资源的极致利用还远不够精细。方法采用直流磁控溅射镀膜技术在牌号42SH钕铁硼磁体表面沉积约10μm厚Tb涂层,然后在高真空扩散炉中对镀Tb磁体进行晶界扩散处理,研究了一步扩散法和梯度扩散法工艺模式变化对Tb渗入效率和提高磁体内禀矫顽力实际效能的影响,尝试性地建立了重稀土渗入效率、单位重稀土渗入量产生的实际效能、单位重稀土沉积量产生的实际效能的计算方法,结合电子探针分析了不同扩散模式下重稀土渗入磁体的分布特征。结果一步扩散法的重稀土渗入效率由86%提高到91%和95%,而梯度扩散法达到96%。梯度扩散法的单位浓度Tb渗入量的内禀矫顽力提升量可达到21.42 kOe/wt.%Tb,单位浓度Tb沉积量的内禀矫顽力提升量可达到20.5 kOe/wt.%Tb,换算成单位内禀矫顽力提升量需要的Tb沉积量则为0.049wt.%Tb/kOe,该指标可为不同内禀矫顽力提升量的生产需求预测出合理的重稀土沉积量。结论在梯度扩散模式下,有更多的Tb原子沿晶界相渗入至磁体更深位置,在更多的Nd2Fe14B主相晶粒表面形成具有更高磁晶各向异性场核壳结构(Nd,Tb)2Fe14B硬磁层,所以梯度扩散模式下矫顽力提升量最大。
关键词
钕铁硼永磁体
重稀土晶界扩散
磁性能
微观组织与结构
成分
定量评估
Keywords
Nd-Fe-B permanent magnets
heavy rare earth grain boundary diffusion
magnetic property
microstructure
composition
quantitative assessment
分类号
TM273 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
磁控溅射涂镀重稀土晶界扩散渗入钕铁硼磁体的能效分析
田广科
张希
崔光宇
王瑜
许亿
夏原
《表面技术》
北大核心
2025
0
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