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Phase equilibria and solubility limits in the B-Ce-Fe-Nd system

Authors :
de Villoutreys, Eloi
Quaini, Andrea
Flèche, Jean-Louis
Rado, Cyril
Lapertot, Gérard
Gossé, Stéphane
Service de la Corrosion et du Comportement des Matériaux dans leur Environnement (SCCME)
Département de Physico-Chimie (DPC)
CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Département des Technologies des NanoMatériaux (DTNM)
Laboratoire d'Innovation pour les Technologies des Energies Nouvelles et les nanomatériaux (LITEN)
Institut National de L'Energie Solaire (INES)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de L'Energie Solaire (INES)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS)
Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Source :
EMRS Spring Meeting, EMRS Spring Meeting, May 2023, Strasbourg, France.
Publication Year :
2023
Publisher :
HAL CCSD, 2023.

Abstract

International audience; Nd-based (Nd-Fe-B) permanent magnets are widely used in the field of new energies. However, the worldwide pressure on their supply is pushing manufacturers to develop new magnets with reduced Nd content, replaced by other less critical rare earths (RE), typically Ce and La. The complexity induced by the multitude of elements involved in the production of this new set of magnets requires a numerical approach. The overall objective of this study is to better predict the manufacturing conditions of these substituted magnets of global composition (Nd,RE)$_2$Fe$_{14}$B.This work focuses on the effect of the addition of Ce to the Nd-Fe-B base system, which may lead to the formation of the CeFe$_2$ intermetallic with poor magnetic properties. This phase may dissolve a significant amount of Nd and has an impact on the efficiency of the magnets.In parallel to the experimental approach on the interactions between rare earths within the (RE)$_2$Fe$_{14}$B composition, a thermodynamic database related to these new magnets is being developed with the CALPHAD method. Experimental results on this quaternary system and thermodynamic properties reinforced by ab-initio calculations on some constitutive phases will be presented. Some application calculations will also illustrate the usefulness of the CALPHAD approach to improve the control of the compositions and microstructures of magnets during the manufacturing processes of such complex materials.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Journal :
EMRS Spring Meeting, EMRS Spring Meeting, May 2023, Strasbourg, France.
Accession number :
edsair.od......3515..2553ec68bb29eb1b579074c0aad7a6d8