【摘 要】
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随着稀土磁性材料的产业发展,研究La、Ce、Y等高丰度稀土金属在Nd-Fe-B永磁材料的应用,对降低材料生产成本,研发新型稀土永磁材料具有重要意义。开展稀土RE-Y-Fe合金相图及其凝固组织的研究,有利于弄清稀土金属在永磁材料中的存在形式及其作用。另一方面,稀土RE-Mn基合金化合物由于特殊的晶体结构而表现出优异的磁学性能。稀土RE-Mn合金相图对研究该系列化合物结构与性能关系具有指导作用。本文针
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随着稀土磁性材料的产业发展,研究La、Ce、Y等高丰度稀土金属在Nd-Fe-B永磁材料的应用,对降低材料生产成本,研发新型稀土永磁材料具有重要意义。开展稀土RE-Y-Fe合金相图及其凝固组织的研究,有利于弄清稀土金属在永磁材料中的存在形式及其作用。另一方面,稀土RE-Mn基合金化合物由于特殊的晶体结构而表现出优异的磁学性能。稀土RE-Mn合金相图对研究该系列化合物结构与性能关系具有指导作用。本文针对稀土RE-Fe与RE-Mn合金相图,通过实验测定和热力学计算相结合,研究稀土合金的相平衡、相转变及其凝固微观组织,主要内容如下:（1）采用热分析、扫描电子显微镜和能谱分析等实验方法,测定了Nd-Y二元合金的相转变温度。采用相图热力学计算（CALPHAD）方法,计算了Nd-Y二元相图。通过真空电弧熔炼制备Nd-Y-Fe三元合金样品,测试分析了合金的相转变温度及凝固过程。结合课题组已完成的RE-Fe二元体系的热力学参数,外推计算了Nd-Y-Fe的垂直截面和液相投影面,并采用热力学计算的Scheil模块,对Nd-Y-Fe三元合金的非平衡凝固过程进行了模拟,计算结果能较好重现关键合金的实验结果。（2）通过热分析和扫描电子显微镜等实验方法,测定了Ce-Y二元合金的相转变温度。利用CALPHAD方法,优化计算获得了一套合理自洽的热力学参数。采用真空电弧熔炼制备了Ce-Y-Fe三元合金样品,测试分析了合金的相转变温度及其凝固微观组织。结合CALPHAD方法建立了Ce-Y-Fe三元系的热力学描述,外推了该三元系的垂直截面和液相投影面。采用Scheil模型,计算模拟了部分合金的非平衡凝固路径,计算结果能合理解释合金的凝固行为。（3）通过评估文献报道的Dy-Mn和Ho-Mn二元系数据信息,采用热分析和扫描电子显微镜等方法,测定了Dy-Mn和Ho-Mn二元系合金的相转变温度和反应类型。采用CALPHAD方法,计算了Dy-Mn和Ho-Mn二元系相图和热力学性质,获得了准确可靠的Dy-Mn和Ho-Mn二元系的相图热力学参数。
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