Abstract We present a potent pathway, (Nd, Pr)Hx and Cu grain boundary engineering, to tackle the trade-offs between coercivity, remanence and corrosion resistance of Nd-Ce-Fe-B sintered magnets. Concurrent improvements of magnetic and corrosive properties are achieved in 25 wt% Ce-substituted magnet depending on the (Nd, Pr)Hx/Cu ratio. A representative 8:2 ratio yields room-temperature magnetic performance (Hcj = 14.1 kOe, Br = 12.88 kG, (BH)max = 39.4 MGOe) equivalent to that of N40M commercial-grade Nd-Fe-B, as well as superb thermal stability (coercivity coefficient |β| of 0.55%/K within the 293-413 K interval) and electrochemical resistance. These outstanding properties are closely correlated to the three notable microstructural characteristics, including (1) an increasing fraction of the REFe2 phase with raised Cu content, (2) the occurrence of a new-type Cu-dissolved REFe2 phase with higher Nd/Pr and lower Ce content than conventional 1:2 phase, and (3) a Cu-dissolved RE-rich phase with deficient Fe. Above structural and chemical features are discussed on the basis of experimental studies, which allow for better continuity of non-ferromagnetic grain boundary phase and higher chemical stability of intergranular regions, thus enabling a good compatibility of magnetic and anti-corrosive performance. Our exploration of (Nd, Pr)Hx and Cu synergy may pave a novel way for developing high-figure-of-merit Nd-Ce-Fe-B permanent magnets that rival the commercial Nd-Fe-B counterpart.

中文翻译：

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面向高品质因数 Nd-Ce-Fe-B 烧结磁体的晶界工程：(Nd, Pr)Hx 和 Cu 共掺杂剂的协同效应

摘要 我们提出了一种有效的途径，(Nd, Pr)Hx 和 Cu 晶界工程，以解决 Nd-Ce-Fe-B 烧结磁体的矫顽力、剩磁和耐腐蚀性之间的权衡。根据 (Nd, Pr) Hx/Cu 比，在 25 wt% 的 Ce 取代磁体中实现了磁性和腐蚀性能的同时改进。具有代表性的 8:2 比率产生与 N40M 商业级 Nd-Fe-B 相当的室温磁性能（Hcj = 14.1 kOe，Br = 12.88 kG，(BH)max = 39.4 MGOe），以及出色的热性能稳定性（矫顽力系数 |β| 在 293-413 K 区间内为 0.55%/K）和电化学电阻。这些出色的性能与三个显着的微观结构特征密切相关，包括 (1) 随着 Cu 含量的增加，REFe2 相的比例增加，(2) 与传统的 1:2 相相比，出现了具有更高 Nd/Pr 和更低 Ce 含量的新型 Cu 溶解 REFe2 相，以及 (3) 缺乏 Fe 的富 Cu 溶解 RE 相。以上结构和化学特征是在实验研究的基础上讨论的，这使得非铁磁性晶界相的连续性更好，晶间区域的化学稳定性更高，从而使磁性和抗腐蚀性能具有良好的相容性。我们对 (Nd, Pr)Hx 和 Cu 协同作用的探索可能为开发与商业 Nd-Fe-B 对应物相媲美的高品质 Nd-Ce-Fe-B 永磁体铺平了道路。以上结构和化学特征是在实验研究的基础上讨论的，这使得非铁磁性晶界相的连续性更好，晶间区域的化学稳定性更高，从而使磁性和防腐性能具有良好的相容性。我们对 (Nd, Pr)Hx 和 Cu 协同作用的探索可能为开发与商业 Nd-Fe-B 对应物相媲美的高品质 Nd-Ce-Fe-B 永磁体铺平了道路。以上结构和化学特征是在实验研究的基础上讨论的，这使得非铁磁性晶界相的连续性更好，晶间区域的化学稳定性更高，从而使磁性和防腐性能具有良好的相容性。我们对 (Nd, Pr)Hx 和 Cu 协同作用的探索可能为开发与商业 Nd-Fe-B 对应物相媲美的高品质 Nd-Ce-Fe-B 永磁体铺平了道路。