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  5. Design and Qualification of Pr–Fe–Cu–B Alloys for the Additive Manufacturing of Permanent Magnets
 
  • Details
2021
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Design and Qualification of Pr–Fe–Cu–B Alloys for the Additive Manufacturing of Permanent Magnets

File(s)
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Hauptpublikation
Adv Funct Materials - 2021 - Schäfer - Design and Qualification of Pr Fe Cu B Alloys for the Additive Manufacturing of.pdf
CC BY-NC-ND 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 2.79 MB
TUDa URI
tuda/13532
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-297226
DOI
10.26083/tuprints-00029722
Autor:innen
Schäfer, Lukas ORCID 0000-0003-4318-9889
Skokov, Konstantin ORCID 0000-0003-4321-9021
Liu, Jianing
Maccari, Fernando ORCID 0000-0002-4585-4179
Braun, Tobias
Riegg, Stefan ORCID 0000-0002-0782-2512
Radulov, Iliya ORCID 0000-0001-8943-5083
Gassmann, Jürgen
Merschroth, Holger
Harbig, Jana
Weigold, Matthias ORCID 0000-0002-7820-8544
Gutfleisch, Oliver ORCID 0000-0001-8021-3839
Kurzbeschreibung (Abstract)

The direct use of an advanced binder‐free additive manufacturing technique, namely laser powder bed fusion (L‐PBF), does not easily allow obtaining variously shaped, fully dense Nd–Fe–B magnets with high coercivity. The process inherently leads to the re‐melting of the powder and appearance/disappearance of undesired/desired microstructural features responsible for low and large coercivity. In this work, the development of a useful microstructure responsible for high coercivity in Pr₂₁Fe₇₃.₅Cu₂B₃.₅ and Nd₂₁Fe₇₃.₅Cu₂B₃.₅ alloys and a possible way to produce fully dense permanent magnets via additive manufacturing processes is demonstrated using: (i) suction casting technique, which provides a high cooling rate and thus similar microstructures as in L‐PBF but requires only very small amounts of powder; (ii) conventional L‐PBF processing using kg of powder, and (iii) a subsequent annealing treatment that is similar to a conventional sintering treatment. The subsequent heat treatment is necessary to develop high coercivity by forming a novel microstructure: hard magnetic (Nd,Pr)₂Fe₁₄B grains embedded in a matrix of intermetallic (Nd,Pr)₆Fe₁₃Cu phase. Furthermore, it is demonstrated that Pr₂₁Fe₇₃.₅Cu₂B₃.₅ exhibits a higher coercivity than Nd₂₁Fe₇₃.₅Cu₂B₃.₅ because of a finer and more homogeneous grain size distribution of the Pr₂Fe₁₄B phase. The final L‐PBF printed Pr₂₁Fe₇₃.₅Cu₂B₃.₅ samples provide a coercivity of 0.75 T.

Freie Schlagworte

additive manufacturin...

coercivity

laser powder bed fusi...

magnetic hardening

rare-earth permanent ...

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Funktionale Materialien
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Produktentwicklung und Maschinenelemente (pmd)
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Advanced Functional Materials
Jahrgang der Zeitschrift
31
Heftnummer der Zeitschrift
33
ISSN
1616-3028
Verlag
Wiley-VCH
Ort der Erstveröffentlichung
Weinheim
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2021
Verlags-DOI
10.1002/adfm.202102148
PPN
541087401
ID Nummer
2102148

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