悉尼大學鄭榮坤ACS Crystal Growth & Design: 稀土永磁材料最新進展！

【引言】

當前，稀土永磁王釹鐵硼已被廣泛應用在音響、汽車、清潔能源等生活的方方面面。然而成品的矯頑力卻只有理論值的20-30%，這嚴重限制了釹鐵硼的高溫應用。所以為了提高矯頑力，現有的成品大多含有一定量的重稀土元素，諸如鏑（Dy），但是重稀土元素儲量少而且價格昂貴，相當于治標不治本。因此尋求釹鐵硼制備工藝的根本改進迫在眉睫。

為了更好地指導工藝的改進，需要對成品實際矯頑力減少的機制進行全面探索。通常成品的加工，包括甩片、制粉、壓制成型、燒結、回火、包裝等步驟。俗話說的好，好的開始是成功的一半。因此，本文對釹鐵硼初始甩片進行了全面的表征分析，發現了現有工藝下制備出的釹鐵硼初始甩片的一些弊端，希望可以對工藝改進有所裨益。

【成果簡介】

近日，悉尼大學鄭榮坤副教授（通訊作者）、新南威爾士大學徐萬強研究員（通訊作者），第一作者陳翰笙博士與團隊成員使用聚焦離子束輔助的背散射衍射技術（FIB assisted EBSD）、高分辨磁力顯微鏡（HRMFM）等技術報道了釹鐵硼初始甩片從輪輥面到自由面的顯微結構和織構的演化。研究表明在輪輥面在形核處之間同時存在無織構的超細等軸晶和（001）強織構的拉長晶粒。這些晶粒的不規則形狀和在這些晶粒內部和晶界不均勻分布的富稀土相，會對后續制粉工藝產生不利影響，從而導致成品性能降低。為此，作者提出相對應的解決方法，同時該研究將為釹鐵硼甩片的工藝調控提供研究基礎。該研究成果以“Microstructural and Texture Evolution of Strip Cast Nd-Fe-B Flake”為題刊登出版在ACS Crystal Growth & Design上。

【圖文導讀】

圖1：釹鐵硼甩片輪輥面和自由面的成相情況

a-c) 輪輥面的XRD圖譜

d) 自由面的XRD圖譜

圖2：釹鐵硼甩片縱截面顯微結構和織構演化

a) 背散射電子圖

b) 相對應的反極圖(Y)

c) 相對應的(100)，(001)，和(110)極圖

圖3：釹鐵硼甩片輪輥面附近的縱截面顯微結構和織構演化

a) 反極圖(Y)

b) 相對應的(100)，(001)，和(110)極圖

c) 對應的磁疇結構圖

d) 從磁力顯微鏡得出的相位移圖

圖4：高分辨輪輥面附近的縱截面顯微結構和織構演化

a) 二次電子圖

b) 背散射電子圖

c) 反極圖(Y)

d) 相對應的鐵，e) 釹，f) 鐠，和 g) 銅的元素分布圖

圖5：柱狀晶區的橫截面分析

a) 背散射電子圖

b) 高分辨背散射電子圖

c) 反極圖(Z)

d) 相對應的(100)極圖

圖6：輪輥面形核處顯微結構和元素分析

a) 二次電子圖

b) 高分辨二次電子圖

c) 相對應的鐵，d) 釹，e) 鐠，f) 氧， g) 鏑， h) 鈥 和 i) 鋁的元素分布圖

圖7：輪輥面形核處附近的聚焦離子束輔助的背散射衍射分析

a) 不同相的分布圖

b) 聚焦離子束輔助的背散射衍射分析圖

圖8：另一處輪輥面形核處附近的聚焦離子束輔助的背散射衍射分析

a) 背散射電子圖

b) 不同相的分布圖

c) 反極圖(Z)

d) 相對應的á100? and á001?極圖

圖9：高分辨釹鐵硼甩片縱截面元素分析

a) 背散射電子圖

b) 相對應的鐵，c) 釹，和d) 鐠的元素分布圖

圖10：釹鐵硼甩片自由面顯微結構和元素分析

a) 二次電子圖

b) 高分辨二次電子圖

c) 相對應的釹，d) 鐠，e) 鈥，f) 鏑， g) 鐵，和 h) 氧的元素分布圖

圖11：從輪輥面到自由面的顯微結構和織構的演化示意圖

文獻鏈接：Microstructural and Texture Evolution of Strip Cast Nd-Fe-B Flake (ACS Crystal Growth & Design, 2017, DOI:?10.1021/acs.cgd.7b01213)

本文由陳翰笙博士提供。

投稿以及內容合作可加編輯微信：RDD-2011-CHERISH，任丹丹，我們會邀請各位老師加入專家群。

材料牛網專注于跟蹤材料領域科技及行業進展，如果您對于跟蹤材料領域科技進展，解讀高水平文章或是評述行業有興趣，點我加入編輯部。歡迎大家到材料人宣傳科技成果并對文獻進行深入解讀，投稿郵箱tougao@cailiaoren.com。