Study of alloys and magnets prepared by the hydrogenation, disproportionation, desorption and recombination process (HDDR) based on the Pr-Fe-B system with dopants and alloying additions

A adição de elementos dopantes e elementos de liga aos magnetos permanentes policristalinos à base de terras raras tem como objetivo a melhora das propriedades magnéticas. Neste trabalho estudou-se a adição de 0,1% at. dos elementos: Ti, V, Cr, Ni, Zr, Nb ou Mo na composição Pr14FebalCo16B6 ; as adições de 0,1 % at., 0,3 % at. e 0,5 % at. dos elementos Al, Si, P, Cu ou Ga na composição Pr14FebalCo16B6Nb0,1 ; e a variação de cobalto de 0 % at. até 16 % at. ao sistema Pr2Fe14-xCoxB. Através de processo HDDR (hidrogenação, desproporção, dessorção e recombinação) obteve-se pós com tamanho de grão da ordem de 200 a 300 nm para quase todas as composições estudadas. Os pós foram utilizados para a confecção de magnetos consolidados por cianoacrilato de baixa viscosidade. De maneira geral, a adição destes dopantes resultou no aumento ou diminuição da remanência e da coercividade intrínseca da liga quando comparadas com os valores obtidos para magnetos de referência sem adição de dopantes. Porém, não foram observadas correlações entre as composições estudadas quer quanto ao número atômico ou em relação à concentração do elemento adicionado. Os resultados obtidos com a adição de Al, Si, P, Ti, V, Cr, Ni, Cu, Ga, Zr ou Nb indicaram que alguns elementos atuam como substituintes do átomo de ferro na estrutura cristalina da fase magnética dura ou como modificador da microestrutura da liga. A determinação dos parâmetros da célula unitária, as posições atômicas, os sítios de substituição do ferro pelo cobalto (fator de ocupação) para a sistema Pr2Fe14-xCoxB foi realizada pelo refinamento dos padrões de pó obtidos por difração de raios X pelo método de Rietveld. Estes dados foram utilizados no cálculo das iii propriedades magnéticas por ab-initio com base na teoria do funcional densidade empregando o método LAPW (linearized augmented plane wave). A comparação dos resultados teórico e experimental apresentou forte concordância mostrando que este método é importante para o estudo da adição de dopantes ao sistema Pr-Fe-Co-B.Estudo de Ligas e Ímãs Preparados pelo Processo Hidrogenação, Desproporção, Dessorção e Recombinação (HDDR) à Base de Pr-Fe-B com Adição de Dopantes e Elementos de Liga Eguiberto Galego RESUMO A adição de elementos dopantes e elementos de liga aos magnetos permanentes policristalinos à base de terras raras tem como objetivo a melhora das propriedades magnéticas. Neste trabalho estudou-se a adição de 0,1% at. dos elementos: Ti, V, Cr, Ni, Zr, Nb ou Mo na composição Pr14FebalCo16B6 ; as adições de 0,1 % at., 0,3 % at. e 0,5 % at. dos elementos Al, Si, P, Cu ou Ga na composição Pr14FebalCo16B6Nb0,1 ; e a variação de cobalto de 0 % at. até 16 % at. ao sistema Pr2Fe14-xCoxB. Através de processo HDDR (hidrogenação, desproporção, dessorção e recombinação) obteve-se pós com tamanho de grão da ordem de 200 a 300 nm para quase todas as composições estudadas. Os pós foram utilizados para a confecção de magnetos consolidados por cianoacrilato de baixa viscosidade. De maneira geral, a adição destes dopantes resultou no aumento ou diminuição da remanência e da coercividade intrínseca da liga quando comparadas com os valores obtidos para magnetos de referência sem adição de dopantes. Porém, não foram observadas correlações entre as composições estudadas quer quanto ao número atômico ou em relação à concentração do elemento adicionado. Os resultados obtidos com a adição de Al, Si, P, Ti, V, Cr, Ni, Cu, Ga, Zr ou Nb indicaram que alguns elementos atuam como substituintes do átomo de ferro na estrutura cristalina da fase magnética dura ou como modificador da microestrutura da liga. A determinação dos parâmetros da célula unitária, as posições atômicas, os sítios de substituição do ferro pelo cobalto (fator de ocupação) para a sistema Pr2Fe14-xCoxB foi realizada pelo refinamento dos padrões de pó obtidos por difração de raios X pelo método de Rietveld. Estes dados foram utilizados no cálculo das iii propriedades magnéticas por ab-initio com base na teoria do funcional densidade empregando o método LAPW (linearized augmented plane wave). A comparação dos resultados teórico e experimental apresentou forte concordância mostrando que este método é importante para o estudo da adição de dopantes ao sistema Pr-Fe-Co-B

Magnetic properties of Pr-Fe-Co-B bonded HDDR magnets with alloying additions

Microstructures and magnetic properties of Pr-Fe-Co-B bonded magnets were investigated. The magnets can be represented by the formulae, Pr14Fe63.9Co16B6M 0.1 (M = Ti, V, Cr, Ni, Zr, Nb or Mo), Pr14Fe63.8Co16B6Nb 0.1T0.1 (T/= Al, Si, P, Cu or Ga) and Pr14Fe63.6Co16B6Nb 0.1R0.3 (R = Gd, Tb or Dy). The effects of additions on the magnetic properties of PrFeCoB-based magnets have been studied. Magnetically hard powders have been produced from homogenised alloys using the hydrogenation, disproportionation, desorption and recombination (HDDR) process. The HDDR powders were isostatically pressed and bonded with cyanoacrylate adhesive to form permanent magnets

Microstructure and composition of rare earth-transition metal-aluminium-magnesium alloys

The determination of the microstructure and chemical composition of La0.7-xPr xMg0.3Al 0.3Mn0.4Co0.5 Ni3.8 (0 < x < 0.7) metal hydride alloys has been carried out using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X ray analysis (EDX) and X ray diffraction analysis (XRD). The substitution of La with Pr changed the grain structure from equiaxial to columnar. The relative atomic ratio of rare earth to (Al, Mn, Co, Ni) in the matrix phase was 1:5 (LaNi5-type structure). Magnesium was detected only in two other phases present. A grey phase revealed 11 at.% Mg and the concentration ratios of other elements indicated the composition to be close to PrMgNi4. A dark phase was very heterogeneous in composition, attributed to the as-cast state of these alloys. The phases identified by XRD analysis in the La0.7Mg0.3Al0.3Mn0.4Co 0.5Ni3.8 alloy were: La(Ni,Co)5, LaAl(Ni,Co)4, La2(Ni,Co)7 and AlMn(Ni,Co)2. Praseodymium favors the formation of a phase with a PuNi3-type structure. Cobalt substituted Ni in the structures and yielded phases of the type: Pr(Ni,Co)5 and Pr(Ni,Co)3