Overcoming Refractory REFe 2 Phase Bottleneck in High‐Ce Nd–Ce–Fe–B Magnets via Praseodymium‐Induced Phase Transformation: Enabling Liquid‐Phase Grain Boundary Diffusion of Dysprosium
Source abstract
Abstract
Abstract High‐cerium Nd–Ce–Fe–B magnets suffer from severe coercivity degradation, primarily stemming from the poor intrinsic magnetic properties of the Ce 2 Fe 14 B phase. Although dysprosium (Dy) grain boundary diffusion (GBD) has emerged as a critical strategy for coercivity enhancement, its effectiveness is significantly hindered by the presence of refractory rare‐earth REFe 2 phases. To address this bottleneck, the Dy x Pr 80−x Al 10 Ga 10 (x = 0, 20, 40, 80 at.%) diffusion sources are designed, where Pr (praseodymium), Al, and Ga synergistically transform REFe 2 into low‐melting‐point PrGa‐rich phases, thereby constructing efficient liquid‐phase diffusion pathways for Dy. First‐principles calculations indicate that the positive formation energy of Pr doped CeFe 2 phase destabilizes the (Pr, Ce)Fe 2 phase, facilitating the liquid‐phase transformation below the GBD temperature (930 °C). Correlative microstructural analyses demonstrate that these liquid‐phase pathways enable a higher Dy diffusion coefficient and more uniform core–shell structures, effectively suppressing reversed magnetic domains expansion and enhancing coercivity. For magnets with 26, 39, 45, and 61 wt.% Ce‐substitution, the robust coercivity increments of 7.0, 5.4, 5.5, and 3.9 kOe are achieved, respectively, using only ≈0.39 wt.% Dy. This strategy overcomes the long‐standing barrier of REFe 2 phases in GBD and provides a scalable route for producing Ce‐rich Nd–Ce–Fe–B magnets with high performance.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Magnetic Properties of Alloys · Magnetic Properties and Applications · Rare-earth and actinide compounds
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Institute of Advanced Magnetic Materials Hangzhou Dianzi University Hangzhou 310012 P. R. China
School of Materials Science and Engineering South China University of Technology Guangzhou 510640 P. R. China
Hangzhou Permanent Magnet Group Co., Ltd Hangzhou 311231 P. R. China
Funding
National Natural Science Foundation of China · Key Technology Research and Development Program of Shandong Province · Shanxi Provincial Key Research and Development Project
References (68)
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