Ce取代钕铁硼永磁材料的制备及内禀特性研究开题报告
文献综述：
研究背景与研究意义：钕铁硼永磁材料是20世纪60年代出现的新型永磁材料，至今已形成三代[1]，第三代便是钕铁硼为代表的铁基稀土永磁合金[2]。这类永磁材料由主相Nd2Fe14B和少量富Nd相、少量富B相所组成。熔点为1170℃，烧结法生产的磁性能为：最大磁能积（BH）max=199-389kj/m3,剩磁（Br）=1.3T,矫顽力（Hc）=12.47kOe,居里温度（Tc）=310k,使用温度（t）=100℃，密度=7.4g/cm3,硬度（Hv）=600。Nd2Fe14B相属于四角晶体，晶体中Fe-Fe和Fe-Nd之间强烈的原子交换作用使得Nd2Fe14B具有很强的内禀铁磁性，也决定了Nd-Fe-B永磁体具有着高剩磁、高磁能积和高矫顽力特点。稀土原子保证了Nd2Fe14B化合物的各向异性。自从发现钕铁硼磁体以来，钕铁硼的产量在逐年递增，钕铁硼磁体的性能和性价比较之传统磁性材料更优异，已被广泛应用于各行各业[3,4]。我国凭借稀土资源优势和生产成本优势[5]，大力发展钕铁硼磁体产。钕铁硼的快速发展，导致我国稀土资源利用极其不合理，2006年，我国采取了一系列宏观调控措施，稀土原材料产品价格大涨，使钕铁硼磁体价格出现了上涨[6，7]。除了Nd，其它的稀土元素在一定条件下也都可以形成2:14:1相，所以磁体中适当地引入其它稀土元素取代Nd原子在其晶格的位置，从而达到不同性能的要求和满足于不同应用场合[8]。最近，从经济角度来看，将最丰富和最便宜的稀土元素Ce加入到Nd2Fe14B磁铁中引起了很大的关注[9]。
存在问题：当Ce取代Nd时，Nd-Ce-Fe-B合金的内禀磁性能会发生怎样的变化？材料物相又会发生什么样的变化呢？
研究现状：Ce2Fe14B化合物的内禀磁性能逊色于Nd2Fe14B化合物,Ce对Nd的取代会恶化RE2Fe14B硬磁主相的内禀磁性能，随Ce对Nd的取代量增加，会导致磁体磁性能的恶化[10]。
2:14:1相是RE-Fe-B永磁体强磁性的来源，而Ce2Fe14B饱和磁极化程度JS=1.17T,磁晶各向异性场HA=26kOe和居里温度TC=424K,跟Nd2Fe14B的JS=1.60T,HA=73kOe和TC=585K[11]相比较显得低了很多。随着Ce含量的增加，Nd-Ce-Fe-B合金退磁度逐渐恶化，Li等研究发现[12],合金或磁体退磁度恶化，与其在反磁化过程的非均匀磁化有关。
随着Ce含量的增加Nd-Ce-Fe-B合金的磁性能显著恶化，特别是合金的矫顽力几乎呈线性单调递减，合金磁性能的恶化可能与高Ce含量的Nd-Ce-Fe-B合金易于析出软磁性相ReFe2相有关。此外，当发现Ce对Nd的取代量为稀土总量的20 at.%时，尽管Nd-Fe-B基合金的磁性能有所下降，但仍然保持较高的数值。合金的剩磁在Ce相对添加量小于50%时，变化较为缓慢，但发现当Ce完全取代合金中的稀土Nd时，合金的剩磁大幅度下降，在高Ce含量Nd-Ce-Fe-B合金中，会析出大量CeFe2相，这可能与合金中相成分的演变有关。CeFe2相是弱磁性相，它的存在对矫顽力极为不利，其居里温度仅为235K[13],在室温时，它已经表现为顺磁性了，因此，这个相的存在会导致Nd-Ce-Fe-B合金的磁性显著恶化。
随着Ce含量的增加，Nd-Ce-Fe-B合金的交换耦合作用在渐渐地减弱。少量的Ce取代合金中的Nd，合金的晶粒会有轻微的减小。随着Ce的取代，合金微观结构的均匀性变差。Nd-Ce-Fe-B合金的交换耦合作用强弱，跟合金的平均晶粒尺寸的大小密切相关。
随着Ce含量的增加，合金中的钉扎作用减弱，Nd-Ce-Fe-B合金的矫顽力机制以钉扎机制为主。但随着Ce含量的进一步增加，矫顽力随外磁场的增加速率减缓，逐渐与剩磁保持相同的增加幅度，这在高Ce含量的Nd-Ce-Fe-B合金中表现得更为明显，所以随着Ce的进一步增加，其晶界相对畴壁的钉扎作用逐渐减弱。
微观结构发现：随着Ce含量的增加，Ce向晶界富Nd相富集，而不是进入主相。Ce2Fe14B的居里温度远低于Nd2Fe14B，随着Ce元素的添加，在一定程度上会降低合金的居里温度，Nd-Ce-Fe-B合金的热稳定性降低。
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