【摘 要】
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高丰度稀土Ce部分取代长期价格居高和供应不足的Pr/Nd,制备高性价比的含Ce永磁材料,已实现商业化量产。然而Ce取代Pr/Nd会降低2:14:1主相的内禀性能,导致制备的含Ce磁体应用领域受限,因而如何提高Ce元素的替代量及提高含Ce磁体的服役性能成为了国内外研究的热点。本文采用熔体快淬的纳米晶磁体制备技术,以北方稀土矿冶炼生产的混合稀土（MM）为基础,人工调配混合稀土中La/Ce比例,获得了高
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高丰度稀土Ce部分取代长期价格居高和供应不足的Pr/Nd,制备高性价比的含Ce永磁材料,已实现商业化量产。然而Ce取代Pr/Nd会降低2:14:1主相的内禀性能,导致制备的含Ce磁体应用领域受限,因而如何提高Ce元素的替代量及提高含Ce磁体的服役性能成为了国内外研究的热点。本文采用熔体快淬的纳米晶磁体制备技术,以北方稀土矿冶炼生产的混合稀土（MM）为基础,人工调配混合稀土中La/Ce比例,获得了高性能、高Ce含量的纳米晶快淬带。基于高Ce含量纳米晶磁体中Ce/REs比例,设计了无Ce和富Ce两种主相合金,采用双主相制备技术,制备了综合磁性能好、高Ce含量的双主相磁体。同时系统研究了含Ce双主相磁体的抗腐蚀性能。探索了晶界三元合金掺杂改善Ce磁体耐腐蚀性能的方法。主要结论如下:利用MM制备资源节约型永磁材料是近年来的热点。通过调整MM中La/Ce的比例,但La+Ce总量不变,成功制备了不同Ce含量的[Pr4.81Nd16.38(LaxCe1-x)78.76]30Fe68.45Al0.5B1.05纳米晶快淬带。系统研究了系列薄带的磁性能、相结构、显微结构和耦合作用。实验发现,天然配比的MM（x=0.36）制备的纳米晶带,其磁性能(Hcj=9.20 k Oe,Br=6.05 k Gs,（BH）max=9.28 MGOe)虽低于无La的快淬带的(Hcj=10.05 k Oe,Br=6.30 k Gs,（BH）max=10.16 MGOe),但却有效的提高了La的利用率（La/REs～29 wt%）。结构分析发现,所有的薄带中,均有明显的元素分布非均质化现象,磁体内存在贫La/Ce主相和富La/Ce主相,进而在主相晶粒间产生了强的交换耦合作用。无La的快淬带（Ce/REs约为80 wt%）综合磁性能最佳,为制备高Ce含量的高丰度稀土永磁材料提供理论支持。此外,从自旋重取向方面比较,无La磁体更有利于磁体单轴各向异性的稳定。利用磁性能为Br=14.65 k Gs,Hcj=11.20 k Oe,（BH）max=51.73 MGOe的无Ce磁体Nd30.5（Fe,M）balB0.94为基础组元Ⅰ,再选择Ce/REs为80 wt%的磁体(Ce0.8Nd0.2)30.5（Fe,M）balB0.94为高Ce组元Ⅱ,采用双主相工艺成功制备得到了富Ce、高磁性能、强耐蚀性的双主相RE-Fe-B烧结磁体。磁体中Ce元素在主相和晶界相中的非均匀性分布,有效的抑制了含Ce磁体的磁稀释作用,提高了富Ce双主相磁体的磁性能。40 wt%的Ce/REs磁体的磁性能保持在Br=13.21 k Gs,Hcj=6.96 k Oe,（BH）max=39.3 MGOe。富Ce双主相磁体表现出优异的耐蚀性,其来源一方面是高的化学非均质性,改善了部分主相和晶界相的电势差,降低了腐蚀速率;另一方面是占晶界相很高比例的REFe2相有强的化学稳定性,提高了晶界耐蚀性,提高了磁体的服役性能。探索优化含Ce磁体磁性能和抗腐蚀性能的工艺,通过晶界添加三元合金（Pr,Nd）-Al,成功制备了高磁性能、强抗蚀性的（Ce,Pr,Nd）-Fe-B磁体:Br=12.73k Gs,Hcj=14.09 k Oe,（BH）max=39.43 MGOe。添加2 wt%(Pr0.25Nd0.75)70Al30合金后,Ce磁体的富RE相分布更加均匀,基体相晶粒被均匀的分离,同时主相的晶粒尺寸被细化,磁体矫顽力提高了～10%。磁体的耐蚀性获得改善,其原因在于:ⅰ)微观结构改善,腐蚀通道变窄;ⅱ)晶界相成分改变,主相与晶界相电位差降低;ⅲ)富铈相的自净化行为使其表层形成Al2O3钝化膜。
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