威尼斯人体育馆:燕山大学张湘义教授研究团队在纳米复合永磁材料研究领域取得重要进展 2017-06-15亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室

威尼斯人体育馆   2018-11-30

【新闻中心讯】近日,威尼斯人体育馆亚稳资料制备技巧与迷信国度重点实验室张湘义教学科研团队在纳米复合永磁资料研讨畛域失掉首要希望。科研团队采纳纳米化道路,使用较少的稀土金属,制备出磁能积(权衡永磁资料机能的要害目标)超过照应的纯稀土永磁资料的块体纳米复合资料,无关研讨成果以“Novel Bimorphological Anisotropic Bulk Nanocomposite Materials with High Energy Products(存在高磁能积的别致双状态各向异性块体纳米复合资料)”为题在Advanced Materials杂志上发表。论文发表后,Advanced Science News网站以“Stronger Magnets with Smaller Amounts of Rare Earth Metals”为标题并配图先容了该项事情,国度自然迷信基金委网站也以“我国学者在纳米复合永磁资料研讨畛域失掉首要希望”为标题对这项事情举行了报导。 

从笔记本电脑到高效洗衣机,从电动汽车到风力发电,永磁资料无处不在,它们的生长对人类生活方式的转变和社会进步在发生绝后的影响。然而,现有的强磁体都是稀土永磁资料,低廉、无限的稀土资源重大限制了这种资料的宽泛应用,使它们难以餍足日趋增进的社会需要。二十多年前,有研讨者设想,将稀土硬磁资料与软磁资料联合起来形成交流耦合纳米复合磁体,可望失掉比纯稀土磁体更强的磁机能,并能较大水平地下降稀土金属的用量。然而,迄今为止,人们一直不失掉这种磁机能又强、成本又便宜的复合磁体。次要的应战是需要在纳米标准上对软磁资料晶粒的尺寸(就是或小于10纳米)、散布和含量以及硬磁资料的晶体取向举行同时把持,其艰巨水平被以为是一个“工程恶梦”。因而,大多数人宣称,经由过程纳米化来生长超强永磁体是一件“想入非非的事”和“使人畏敬的应战”。

在国度自然迷信基金的连续赞助下,张湘义教学的研讨团队提出了一种新鲜的变形战略,制备出各向异性块体SmCo/FeCo纳米复合永磁资料,从而奇妙地解决了这个困扰世界各国研讨人员二十多年的“工程恶梦”。该资料的磁能积(28 MGOe)为以后报导的含高软相分数块体纳米复合磁体的最高值,并超过了照应的纯稀土永磁资料(磁能积进步了58%)。别的,所制备的纳米复合资料的磁能积能够与以后贸易SmCo5和Sm2Co17磁体相媲美,然而,少用稀土钐(Sm)20−39 %(分量百分数)。这优良的机能源于他们完成了对软、硬磁晶粒多个布局参数的同时把持。研讨小组先采纳机器合金化技巧将软磁晶粒均匀散布在Sm−Co非晶基体下去把持软相的尺寸、含量和散布;而后,采纳低压热梯度压缩变形,利用晶体的应变能各向异性,使硬磁晶粒在非晶基体中垂直取向成长,以失掉沿易磁化轴对中的柱状硬磁纳米晶体,从而完成了对软磁和硬磁晶粒布局的同时把持。

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块体SmCoFe(Co)纳米复合磁体以及纯SmCo稀土磁体的磁能积比拟

别的,张湘义教学科研团队还发现经由过程转变变形温度能够对硬磁纳米晶的尺寸(小于10纳米)和状态(球形、柱状和盘状)举行调控;他们经由过程把持合金熔体的布局,制备出三维类壳/核软、硬磁异质纳米布局,其磁能积为以后各向同性永磁资料的最高值。无关研讨结果分别发表在2017年和2016年的Nano Letters杂志上。

这些研讨成果为探究低稀土超强永磁资料供应了新的战略和标的目的。所树立的技巧不只适用于其它永磁资料体系,并且可用于其它功能资料的纳米化,完成块体纳米布局的可把持备。所提出的制备战略将鼓励人们探究庞杂异质纳米布局的可控成长和绝后的机能。(编纂/刘蕊)

 

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