Electroplating dysprosium from ionic liquid-based solutions - A promising electrochemical step to produce stronger high performance Nd(Dy)-Fe-B sintered magnets - Publikationsserver der Universität Regensburg

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	1 Juni 2016
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Heiner J. Gores
Tag der Prüfung:	10 Juni 2015
Institutionen:	Chemie und Pharmazie > Institut für Physikalische und Theoretische Chemie > Lehrstuhl für Chemie IV - Physikalische Chemie (Solution Chemistry) > PD Dr. Heiner Jakob Gores
Stichwörter / Keywords:	dysprosium, terbium, ionic liquids, electrochemical deposition, grain boundary diffusion, electroplating, magnets
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	31963

Zusammenfassung (Englisch)

The promotion of green technologies – based high performance generators and motors – require the application of high performance permanent magnets based on Nd-Fe-B. For this reason, the amount of rare earths consumed for magnet-related applications has multiplied in the last 15 years. Important technical applications of permanent magnets in machines are electric drives which reach temperatures ...

Zusammenfassung (Englisch)

The promotion of green technologies – based high performance generators and motors – require the application of high performance permanent magnets based on Nd-Fe-B. For this reason, the amount of rare earths consumed for magnet-related applications has multiplied in the last 15 years.
Important technical applications of permanent magnets in machines are electric drives which reach temperatures between 160 °C and 200 °C during operation conditions which leads to a decrease of the coercivity HcJ.

A possible way to solve this problem is to increase HcJ by addition of heavy rare elements (HRE) to such a degree, that it is high enough at room temperature. An efficient method called “grain boundary diffusion” consists of the coating of the sintered permanent magnet with HRE, which then concentrate as a hard magnetic RExNd2-xFe14B – shell around the Nd2Fe14B grains.

This work investigates the effects of metallic PVD-coatings consisting of heavy rare earths (Dy, Tb) as well as other elements such as aluminium and copper on the microstructural and magnetic properties of sintered Nd-Fe-B magnets.
Additionally, the electroplating of the rare earth elements dysprosium, neodymium and terbium from ionic liquids was investigated as the first step in the grain boundary diffusion process. Tailor-made metal salts were synthesized and the systems were electrochemically characterized by different electrochemical methods. Electroplated sintered Nd-Fe-B permanent magnets showed an increase in coercivity after grain boundary diffusion treatment.

Finally, the electrochemical deposition of Dy-Fe and Dy- Co – alloys from ionic liquid-based systems was investigated.

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

Die Förderung umweltfreundlicher Technologien die auf Hochleistungsgeneratoren – und Motoren setzen, erfordern den Einsatz von Hochleistungsdauermagnete auf Nd-Fe-B-basis. Aus diesem Grund ist der Anteil an seltenen Erden, der für Magnetwerkstoffen verwendet wird in den letzten 15 Jahren um ein vielfaches gestiegen. Wichtige technische An- wendungen von dauermagneterregten Maschinen sind ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

Die Förderung umweltfreundlicher Technologien die auf Hochleistungsgeneratoren – und Motoren setzen, erfordern den Einsatz von Hochleistungsdauermagnete auf Nd-Fe-B-basis.
Aus diesem Grund ist der Anteil an seltenen Erden, der für Magnetwerkstoffen verwendet wird in den letzten 15 Jahren um ein vielfaches gestiegen. Wichtige technische An- wendungen von dauermagneterregten Maschinen sind Elektroantriebe, die im Betriebszustand Temperaturen zwischen 160 und 200 °C erreichen können, was wiederum zu einer erheblichen Abnahme der Koerzitivfeldstärke HcJ führt.

Eine Möglichkeit dieses Problem zu umgehen besteht darin die Koerzitivfeldstärke durch Zulegieren von schweren seltenen Erden (HREs) so weit anzuheben, dass bei diese auch im Betriebszustand ausreichend hoch ist. Eine ressourceneffizientere Methode, Grain Boundary Diffusion, basiert auf die Beschichtung gesinterte Seltenerddauermagnete mit HREs und konzentriert diese als eine hartmagnetische RExNd2-xFe14B – Schale um die Nd2Fe14B Körner.

Die vorliegende Arbeit untersucht zum einen den Einfluss metallischer PVD-Beschichtungen bestehend aus Seltenerdmetallen (Dy, Tb) als auch anderer Elemente wie Aluminium und Kupfer auf die mikrostrukturellen und magnetischen Eigenschaften gesinterter Nd-Fe-B-Magnete.
Des Weiteren wurde die elektrochemische Abscheidung der Seltenerdmetalle Dysprosium, Neodym und Terbium aus ionischen Flüssigkeiten zum selben Zweck untersucht. Entsprechende Salze wurden synthetisiert und die Systeme mittels unterschiedlicher elektrochemischer Methoden charakterisiert. Die elektrochemische Beschichtung gesinterter Seltenerddauermagnete mit Dy zeigte eine Erhöhung der Koerzitivfeldstärke.

Letztlich wurden die Abscheidung von Dy-Fe- und Dy-Co – Legierungen aus ionischen Flüssigkeiten untersucht.

Electroplating dysprosium from ionic liquid-based solutions - A promising electrochemical step to produce stronger high performance Nd(Dy)-Fe-B sintered magnets

Details

Vorschau

Bibliographische Daten exportieren

Zusammenfassung (Englisch)

Zusammenfassung (Englisch)

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)

Downloadstatistik

Downloads

Weitere Literatur (mittels CORE)

Universitätsbibliothek