常规工艺钕铁硼磁体和含铈磁体的差异

近几年来，镨钕等稀土原料价格波动幅度很大，给钕铁硼生产企业和终端应用企业在成本方面造成了很大的困扰和制约。同为稀土元素的铈Ce与镨钕PrNd有相似的结构特性，且地壳中储量极其丰富，运用到钕铁硼磁体中对Pr、Nd进行替代，不仅能有效地实现稀土资源的平衡利用，更能大幅降低烧结钕铁硼的生产成本。目前国内几乎所有钕铁硼生产企业都已涉足铈磁体的开发与生产，新型铈磁体年产量已达5万吨左右，且规模有不断扩大的趋势。

铈磁体与常规工艺生产的烧结钕铁硼永磁体到底有什么不同？

磁性能是否有差异？

会不会更脆容易碎裂？

这是很多磁体使用者最关心的问题，今天这篇文章我们就来为大家详解一下。

铈Ce元素具有变价特性，离子半径较小，在Ce含量较多时易形成CeFe2相，使得磁体难以获得较高的矫顽力。由于CeFeB的饱和磁化强度和各向异性场都偏低，通常磁体加入Ce后还需要进行扩散工艺处理来进一步提升铈磁体的性能。

说明：由于受配方体系和制备工艺等因素的影响，以及扩散工艺水平差异，以上数据仅作为一种铈磁体规律的典型探讨数据，如有不当之处，请读者指正。

当Ce元素加入量比较少时，对扩散性能的影响基本可以忽略不计，当Ce磁体的加入量比较大，尤其是大于12%以后，磁体的微观结构恶化较为严重，不仅大幅的降低了扩散性能提升幅度，还会出现因为微观组织不均匀性导致的磁体方形度恶化。

从使用的角度来讲，当基材含Ce量较低时，同等Br和Hcj情况下，含Ce磁体与未含铈磁体的磁矩和高温减磁效应未见明显差异，其使用特性基本一致。当基材铈含量大于8%，尤其是12%时，使用时需要特别注意因Hcj偏低和方形度偏低双重因素导致的磁体无法完全饱和充磁和高温磁退现象，以规避剩磁满足但磁矩不够和矫顽力满足但热减磁不够的现象。

铈磁体常规工艺制备和采用扩散工艺制备在耐温性方面也存在一定的差异，我们以38MT，30*15*3.2mm为例：

说明：以上数据仅为标明非扩散与扩散铈磁体的耐温性规律，受生产工艺条件和测试影响，数据仅做参考。

由上图可知，铈磁体加扩散后产品的热减磁明显优于铈磁体非扩散工艺，铈磁体加扩散后产品的热减磁与常规磁体非扩散工艺热减磁相当。

加Ce磁体相对于常规磁体扩散后在加工和使用过程中，力学性能也会随着Ce含量的变化呈现一定的恶化现象。

加Ce磁体力学性能的恶化，主要是Ce添加量过多后，CeFe2相的形成较大程度的破坏晶界相对主相晶粒的浸润和耦联效果，导致力学性能出现较大幅度的下降，相关实验数据显示，当Ce添加量大于10%时，Ce磁体的力学性能的降幅甚至达到了20-50%。力学性能指标包括硬度、抗压强度、抗弯强度、抗拉强度、冲击韧性、杨氏模量等，力学性能的下降使得原本就较脆的钕铁硼磁体在加工、充磁和装配过程中更容易出现掉角甚至开裂的情况。

综上所述，我们在使用超高Ce磁体时，一定要非常注意高Ce带来的扩散效果不佳，产品微观组织不均匀，局部弱磁区，高温易退磁，力学性能降低等问题。目前随着工艺技术的不断进步，CeFe2技术难题正在被越来越多的企业所关注和攻克，这些高Ce伴随的问题也正在慢慢的逐渐被弱化。