来源：湖南大学
近日，徐先东教授课题组通过调控相转变过程，提高了Ga添加烧结钕铁硼磁体的磁性能，相关成果以“Tailoring phase transformation pathways to enhance magnetic performance in Ga-doped sintered Nd-Fe-B magnets”为题在金属材料权威期刊Acta Materialia上发表。
新能源汽车的发展刺激了市场对钕铁硼磁体的需求，尽管目前生产的钕铁硼磁体的最大磁能积已经可以接近理论极限，但是其矫顽力仍然有巨大的提升空间。
论文作者通过引入富Pr含Ga、Cu的辅助合金，实现对RE-rich相成分的调整，进而调控Ga添加钕铁硼磁体中RE6Fe13Ga相的相转变过程，并利用SEM、TEM及XRD等多种表征手段对磁体的组织结构进行系统的表征分析，揭示磁体中的相转变过程以及磁性能强化机制。研究结果表明： RE-rich相的持续消耗不断地为熔融相提供稀土和Cu元素，增强了熔融相的润湿性并延缓了RE6Fe13Ga相的形成，从而促进了磁体中第二相的均匀分布，为获得高矫顽力和高方形度的磁性能奠定了基础；薄铁磁性晶界的存在有效减少了反向磁畴形核场的分散并维持了主相晶粒间的交换耦合作用，有助于磁体获得优异的方形度。非晶Fe-rich晶界、RE6Fe13Ga晶界以及非铁磁性的RE-rich晶界对主相晶粒的充分包裹则使得磁体获得了优异的矫顽力。此外，辅助合金的引入还使得主相晶粒具有化学非均质性，进一步增强了磁体的磁性能。
该研究深化了业界对RE6Fe13Ga相相转变过程的认识，并提供了一种无需依赖重稀土元素即可在Ga添加Nd-Fe-B磁体中获得优异磁性能的有效方法，为磁体设计和开发领域做出了重要贡献。
上述研究得到了国家自然科学基金、湖南省杰出青年基金等项目等的支持。湖南大学材料科学与工程学院为论文第一完成单位，博士研究生黎国猛为论文第一作者，徐先东教授为通讯作者。文章链接为：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2024.120130。