晶界液相扩散增强纳米晶复相磁体热流变取向能力研究

如何在致密化的块体纳米复相永磁材料中实现强的硬磁相织构，从而得到高性能永磁体是当前物理和技术上的巨大挑战。本项目提出在Re2Fe14B/α-Fe快淬纳米晶稀土永磁材料中，沿晶界扩散低熔点富稀土液相合金，在保持软-硬磁晶间交换耦合的情况下，增强热流变取向能力。通过研究液相合金成分/组分和扩散工艺与最终磁体中液相元素分布的依赖关系，掌握液相合金沿纳米复相磁体晶界扩散的规律及机理；并进一步研究晶界液相扩散对热流变过程中硬磁相织构形成的影响及作用机制，实现对热流变所需低熔点液相成分的可控设计与调整，获得纳米晶复相磁体的硬磁相织构。本项目为制备全密度各向异性纳米复相稀土永磁体提供一种新的思路，可望对解决和突破块体纳米复相稀土永磁材料获得各向异性这一学术界难题和产业界瓶颈提供理论和实验基础，对提高磁体剩磁和矫顽力、发展新型的可供应用的高性能稀土永磁材料具有积极贡献和借鉴意义。

纳米复合稀土永磁材料具有极高的理论磁性能，但由于难以获得磁各向异性，实际磁体磁性能远低于理论值。利用热压变形技术可以在单钕铁硼硬磁相磁体中获得很强的各向异性，但由于缺乏副稀土晶界相，在纳米复合磁体无法采用此方法得到各向异性。本项目利用纳米晶磁体晶界丰富的特点，利用低熔点液相扩散的方法，在纳米复合磁体晶界中引入稀土-过渡族金属液相合金，获得热变形取向能力，得到的磁体具有显著的磁各向异性，磁性能大幅提升，并进而研究了液相扩散的物理机制及其对晶粒生长的影响机制。