《新型稀土-過渡族金屬無序磁性相的結構與磁性研究》是依託北京大學，由楊金波擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型稀土-過渡族金屬無序磁性相的結構與磁性研究
- 項目負責人：楊金波
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自第三代稀土永磁體Nd2Fe14B發現以來，人們一直致力於尋找性能優異的新型稀土-過渡族金屬間化合物永磁材料。本項目將利用在2：17型菱方結構中過渡族元素對稀土元素的無序替代，在稀土-過渡族金屬間化合物中實現無序富鐵富錳結構。利用速凝和雷射沉積PLD-CCS技術製備具有無序的菱方結構R2-xTM17+2x的磁性材料，研究其稀土-過渡族合金三元或四元材料晶體和磁結構相圖，提高材料中過渡族元素的比例。利用原位變溫 x-ray/中子衍射，磁性測量等手段，結合Rietveld 數據結構精修方法， 研究無序替代與元素的類型，濃度等參量的關係，研究結構的穩定性和結構相變的規律。系統研究材料的結構與磁性的關係，尋找具有高居里溫度，高磁化強度和強磁晶各向異性的相結構，為開發永磁磁性新相提供基礎和依據。
結題摘要
自稀土永磁體Nd2Fe14B發現以來，人們一直致力於尋找性能更優異的新型稀土-過渡族金屬間化合物永磁材料。本項目利用稀土-過渡族材料晶體結構中過渡族元素對稀土元素的無序替代，在稀土-過渡族金屬間化合物中實現無序的高居里溫度的富過渡族磁性材料。通過系統研究獲得了大量的具有無序的菱方結構R2-xTM17+2x的磁性材料，研究了其稀土-過渡族合金三元或四元材料晶體和磁結構相圖，提高了材料中過渡族元素的比例和磁性能。發現輕重稀土摻雜與Si元素的摻雜有助於形成具有更高過渡元素比例的無序磁性相；通過引入Y和Si元素，成功獲得了Fe（Si）/Sm（Y）高達9.1的磁性材料，並實現了材料飽和磁化強度與居里溫度的提升。發現平衡態下的無序調製的Th2Zn17型結構和TbCu7型結構的塊狀Sm-Fe相可以通過添加適當的替代元素來得到。系統研究了材料的結構與磁性的關係，獲得了具有高居里溫度，高磁化強度和強磁晶各向異性的Sm10Fe90Ti2BNx材料，發現其氮化前為面各向異性，氮化後表現出單軸各向異性，其各向異性場為76 KOe, 飽和磁化強度為1.33T。通過熱處理無序相可以轉換為2:17有序相，然後進行氮化處理和研磨可以實現矯頑力為12 kOe 和最大磁能積為37MGOe 的永磁磁粉，通過進一步的最佳化制粉工藝，利用活性劑輔助球磨可實現磁能積達到40MGOe的Sm-Fe-N磁粉。另外我們也從理論上利用能帶計算分析了無序結構的磁性。總之，成功製備了具有高過渡族元素比例的稀土-過渡族無序磁性相，獲得了高性能的永磁材料，為開發新型永磁材料提供基礎和依據。
