各向异性块体Sm2Co17/FeCo异质纳米永磁材料的制备和结构控制
批准号:
52071279
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李晓红
依托单位:
学科分类:
金属功能材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李晓红
中文摘要
针对Sm2Co17/FeCo异质纳米永磁材料发展面临的关键科学问题,本项目拟采用组合极端变形和亚稳相转变相结合的策略来控制其软、硬磁纳米晶结构。通过机械合金化在Sm-Co非晶基体中引入极小尺寸(< 10 nm)、分布均匀的高分数(> 20%)FeCo相,以控制软磁相结构。采用高压热压缩(HPTC)变形来截获SmCo亚稳相。研究极端变形下非晶前驱物中SmCo亚稳相的形成、取向生长和纳米晶化,研究取向SmCo亚稳相在低温(或短时)退火中向Sm2Co17的转变和织构遗传,获得Sm2Co17纳米晶织构。研究组合极端变形和SmCo亚稳相转变对FeCo相结构和Sm2Co17晶体取向的调控;揭示HPTC变形下SmCo亚稳相择优生长和退火过程中Sm2Co17纳米晶织构形成的机制。研究异质纳米材料的界面结构和磁性。建立“工艺/成分-微结构-磁性”的关系,发展高性能异质纳米永磁材料制备的新原理和新技术。
英文摘要
In this project, to overcome conflicting requirements for the microstructural control of soft-magnetic phase and the alignment of hard-magnetic phase in Sm2Co17/FeCo hybrid nanostructured magnets, a combination of ball milling and High-Pressure Thermal Compression (HPTC) deformation, together with metastable phase transformation strategy, will be carried out. First, Sm-Co amorphous precursor containing uniformly distributed soft-magnetic FeCo phase (< 10 nm in diameter and > 20 wt%) will be produced using ball milling. Then, the amorphous precursor will suffer from the HPTC, and the crystallization transformation and preferential growth of nanoscale SmCo metastable phase in the amorphous matrix will be studied. The formation of textured Sm2Co17 nanograins from the transition of nanoscale oriented SmCo metastable phase will be investigated, with subsequent rapid or low-temperature annealing. Using such strategy, a simultaneous control of the alignment of Sm2Co17 nanograins and the microstructures of FeCo phase will be realized in the Sm2Co17/FeCo hybrid nanostructures. The underlying grain-alignment mechanism for both the nanoscale SmCo metastable phase under the HPTC and the Sm2Co17 nanograins in subsequent annealing processes will be revealed. The interfacial structure of fabricated bulk nanocomposite magnets will be characterized and their magnetic properties will be studied in details. The "processing and compositions - microstructure - magnetic properties" relationships will be achieved. New methods and principles will be developed for creating high-performance hybrid nanostructured magnets.
本项目针对Sm2Co17/FeCo等异质纳米晶永磁材料发展所面临的难以在细小晶粒尺寸的块体材料中实现永磁纳米晶择优取向的关键科学问题,采用非晶作为前驱物,采用自主研发的高压强束缚热变形技术在非晶向纳米晶转变过程中诱导永磁纳米晶择优取向生长,通过构建成分-工艺-结构-磁性之间的关系,在Sm2Co17/FeCo、PrCo5、NdFeB/a-Fe等纳米晶永磁材料体系获得了具有择优取向的高性能纳米晶永磁材料,获得了Sm2Co17/FeCo异质纳米晶块体材料磁能积的最高值20 MGOe。利用该思想和技术在PrCo5块体纳米晶材料中获得了近完全择优取向的晶粒生长,所制备的PrCo5块体纳米晶材料获得前所未有的高磁能积33MGOe,同时保持了7kOe的矫顽力,以及同时获得了高的电阻率和好的高温稳定性。在此基础上,设计并制备了具有a-Fe相含量和晶粒尺寸双梯度变化以及反向梯度的Fe系纳米晶复合永磁材料,获得了NdFeB/a-Fe和PrFeB/a-Fe各向同性永磁材料磁能积的最高值。本项目共发表SCI论文18篇,其中1篇science、1篇Adv. Mater.、1篇Nano Lett.,申请发明专利1项、获得河北省自然科学一等奖1项,培养博士生5人,硕士生5人,研究工作为新型永磁材料的发展提供了新的思路和理论支撑。
各向异性块体异质纳米永磁材料的有序构筑及结构与磁性调控
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批准号:U22A20116
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:255.00万元
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批准年份:2022
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负责人:李晓红
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依托单位:
极端热变形条件下Nd-Fe-B基非晶合金中纳米晶的取向生长和结构调控
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批准号:51771163
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2017
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负责人:李晓红
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依托单位:
温度梯度变形条件下SmCo基非晶合金中纳米晶的取向生长和微结构控制
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批准号:51371074
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2013
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负责人:李晓红
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依托单位:
国内基金
海外基金