Elsevier

Acta Metallurgica

Volume 37, Issue 7, July 1989, Pages 1945-1955
Acta Metallurgica

Microstructure of melt spun Nd-FeCoB magnets

https://doi.org/10.1016/0001-6160(89)90079-5Get rights and content

Abstract

In this paper we report results on microstructural characterization of melt spun Nd17Fe77B6 and Nd15(Fe1−xCox)77B8 ribbons using high resolution electron microscopy, X-ray microanalysis and microdiffraction. In general, the microstructure consists of the hard magnetic Nd2Fe14B phase and one or more grain boundary phases. In all these materials no Nd1.1 Fe4B4 phase was observed. The grain boundary phase in the Co-free samples appear mainly at multi-grain junctions and is a Nd-rich, crystalline (f.c.c.) phase, whereas the Co-containing specimens comprise two different f.c.c. grain boundary phases. The structural and microchemical data indicate that these are likely to be ferromagnetic and that they contain significantly less Nd than the grain boundary phase of the Co-free samples. The average matrix grain diameter is about 80 nm, but there are always some areas in every specimen where the grain diameter is very small (about 20 nm) or very large (more than 300 nm) causing differences in the size of the grain boundary phases both at the triple grain junctions and between the grains.

Résumé

Dans cet article, nous rapportons les résultats d'une caractérisation microstructurale de Nd17Fe77B6 et de Nd15(Fe1−xCox)77B8 par microscopie électronique à haute résolution, microdiffraction et microanalyse X. En général, la microstructure est constituée de la phase Nd2Fe14B magnétique dure, et d'une ou plusieurs phases intergranulaires. Dans tous ces matériaux, on n'a jamais observé la phase Nd1.1Fe4B4. Dans les échantillons ne contenant pas de cobalt, la phase intergranulaire apparaît principalement à la jonction de plusieurs grains; il s'agit d'une phase cristalline CFC riche en néodyne. Par contre, dans les échantillons qui contiennent du cobalt, il y a deux phases intergranulaires CFC différentes; les résultats microstructuraux et microchimiques montrent que ces phases semblent bien être ferromagnétiques et qu'elles contiennent nettement moins de néodyne que la phase intergranulaire des échantillons ne contenant pas de cobalt. Le diamètre moyen des grains de la matrice est d'environ 80 nm, mais il existe toujours quelques zones dans chaque échantillon où le diamètre des grains est très petit (environ 20 nm) ou très grand (supérieur à 300 nm), ce qui cause des différences dans la taille des phases intergranulaires, à la fois aux jonctions triples et entre les grains.

Zusammenfassung

Die Mikrostruktur schmelzgesponnener Bänder aus Nd17Fe77B6 und aus Nd15(Fe1−xCox)77B8 wird mittels hochauflösender Elektronenmikroskopie, Röntgen-Mikroanalyse und -Feinbeugung analysiert. Im allgemeinen finden sich hartmagnetische Phasen Nd2Fe14B und eine oder mehr Korngrenzphasen. In keinem Material wurde Nd1.1 Fe4B4 gefunden. Die Korngrenzphase tritt in den Co-freien Proben im wesentlichen an Berührungspunkten von vielen Körnern auf; sie besteht aus einer Nd-reichen, kristallinen (kfz) Phase. Dagegen weisen die Co-haltigen Proben zwei verschiedene kfz Korngrenzphasen auf; strukturelle und chemische Daten deuten darauf hin, daβ diese wahrscheinlich ferromagnetisch sind und beträchtlich weniger Nd enthalten als die Korngrenzphase der Co-freien Proben. Der mittlere Durchmesser der Matrixkörner beträgt etwa 80 nm; es finden sich aber immer Bereiche in jeder Probe, in denen der Korndurchmesser sehr klein (etwa 20 nm) oder sehr groβ (über 300 nm) ist. Daraus entstehen Unterschiede in der Gröβe der Korngrenzphasen an Tripelpunkten und zwischen den Körnern.

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