Hihg-energy nanocrystalline Nd-Fe-B magnetic materials-synthesis, characterization, application

Abstract

Permanentni magnetni materijali na bazi Nd-Fe-B legura su jedna od najznačajnijih grupa visokoenergetskih nanokristalnih magnetnih materijala. Savremena istraživanja u razvoju ove grupe magetnih materijala su usmerena u tri glavna pravca: povećanje magnetne energije, poboljšanje otpornosti na koroziju i redukovanje sadržaja retke zemlje (Nd) u cilju sniženja cene finalnog magnetnog materijala, ali uz zadržavanje visokih vrednosti magnetne energije. Direktna zavisnost mikrostukture i magnetnih svojstava Nd-Fe-B legura od sadržaja Nd je iskorišćena za razvoj tri osnovna tipa magnetnih nanokristalnih materijala: sa stehiometrijskim sadržajem Nd, sa obogaćenim sadržajem Nd (dekuplovani) i sa redukovanim sadržajem Nd (nanokompoziti). U radu je dat kratak opis svakog tipa materijala, prikaz metoda dobijanja i neki od primera visokotehnološke primene. Za dabranu metodu sinteze dati su procesni uslovi za optimizaciju magnetnih svojstava na bazi dobijenih eksperimetalnih rezultata istraživanja, primenom savremenih i visokorezolutivnih metoda karakterizacije. Dat je takoĎe kratak osvrt na trendove i izazove u daljem razvoju magnetnih nanomaterijala.

One of the most widely used high-energy nanocrystalline permanent magnetic materials are Nd-Fe-B alloys. Current R&D of Nd-Fe-B magnets is focused on three major topics: increase of magnetic energy, improvement of corrosion resistance and reduction of rare-earth content as a way of decreasing prices of final magnetic material with still significant magnetic energy. Utilizing the high sensitivity of microstructure and magnetic properties of Nd-Fe-B alloys to the Nd content, three distinctive types of nanocrystalline alloys have been developed: stoichiometric magnets, Ndrich (decoupled magnets) and magnets with reduced Nd content (nanocomposite magnets). In the presented paper a brief overview of each type of Nd-Fe-B alloy is given, processing methods are outlined and several high technology application examples are presented. Based on experimental results obtained using modern high resolution characterization techniques optimal processing conditions for the selected synthesis method are presented. Trends and challenges in future R&D of magnetic nanomaterials are discussed.