Prakt. Met. Sonderband 52 (2018) 201
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SEN ig x Quantitative Analyse des Gefüges Cer-substituierter Fe-Nd-B
Pf Magnete in Korrelation zu den magnetischen Eigenschaften
M. Langer, U. Pflanz, D. Hohs, R. Löffler, D. Goll, G. Schneider
Institut für Materialforschung (IMFAA), Hochschule Aalen, Aalen, Deutschland
Ole. Abstract
eho gy Fe1sNd2B-Sintermagnete sind derzeit die leistungsstarksten Dauermagnete. Sie sind
aufgrund des enthaltenen Nd allerdings relativ teuer. Es wird die teilweise Substitution von
n Of a mys Nd durch Ce auf das Gefüge und in Korrelation zu den Magneteigenschaften untersucht, da
livers die Teilsubstitution aus wirtschaftlicher Sicht Vorteile bringt. Dabei wird die Zweikompo-
esi nentenmethode verwendet — Ce-freies (Fe75.2-Nd18.8-B6) und Ce-haltiges (Fe75.0-Nd9.4-
Ce9.6-B6.0) Ausgangspulver wird in einem definierten Mischungsverhältnis eingestellt, um
to. Let, 5 somit die Kombination des geringeren Preises von Ce und den ausgezeichneten
intrinsischen Eigenschaften von Nd zu erreichen. Fir einen Substitutionsgrad von 25 % Cer
(Fe75.1-Nd14.1-Ce4.8-B6.0) werden die vielversprechendsten Magneteigenschaften
Science ang erreicht (z.B. poHc = 0.27 T bei 150 °C im Vergleich zu 0.21 T ohne Ce). Mittels quantitativer
| Heldbery Gefugeanalyse (Ce-Mappings, Phasenanteile) werden Diffusionsverhaiten und
Phasenbildungsprozesse in Abhangigkeit von der Sinterzeit untersucht.
probe fore
1. Einleitung
ais Aufgrund ihrer attraktiven magnetischen Eigenschaften kommen in der Automobil- und
Elektroindustrie zunehmend Dauermagnete auf Fe-Nd-B-Basis zum Einsatz. Durch ihre
S Mayer, 4 hohe Energiedichte ermöglichen sie es, Energiewandlermaschinen hinsichtlich Leistung,
Ye Wirkungsgrad und Platzbedarf noch effizienter zu gestalten. Als kritisch zu betrachten ist
pn hierbei allerdings die Verwendung des Seltenerdmetalls Neodym in den Magneten. Neodym
ased (Nd) wird hauptsächlich in China gefördert und ist aufgrund der Markt- und Handelspolitik
des Landes auf dem Weltmarkt schwer verfügbar und unterliegt zusätzlich starken
Preisschwankungen. Nicht zuletzt deshalb wird an Möglichkeiten zur Substitution von Nd
durch weniger kostenintensives und besser verfügbares Cer geforscht [2 - 5]. Dieser Beitrag
beschäftigt sich vor diesem Hintergrund mit den Auswirkungen der Cer-Substitution auf die
Gefügeausbildung sowie auf die magnetischen Eigenschaften in Fe-Nd-B-Magneten. Ziel
der Cer-Substitution ist die Einstellung eines optimalen Sintermagnetgefüges hinsichtlich
der Magneteigenschaften sowie der wirtschaftlichen Gesichtspunkte. Die sogenannte
Zweikomponentenmethode ermöglicht es, Magnete mit einer Mikrostruktur herzustellen, die
die Kombination des geringen Preises von Ce und den ausgezeichneten intrinsischen
Eigenschaften von Nd (Fe14Nd2B: Js = 1.60 T, Kı = 5.0 MJ/m®, Tc = 588 K im Vergleich zu
Fe14Ce2B: Js = 1.17 T, Kı = 1.7 MJ/m?, Tc = 533 K [1]) beinhaltet. Bei der Methode wird Ce-
freies und Ce-haltiges Fe-Nd(-Ce)-B-Ausgangspulver in einem definierten
Mischungsverhältnis kombiniert und pulvermetallurgisch zu Sintermagneten weiterverar-
beitet. Die Wahl geeigneter Wärmebehandlungsparameter ermöglicht es dann, die be-
schriebenen Gefügeeigenschaften einzustellen. Um ein besseres Verständnis über die
Diffusions- sowie Phasenbildungsprozesse bei der Cer-Substitution zu erhalten, werden
