纳米异质结构SmCo5/α-Fe磁体的织构和界面研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51801005
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    李玉卿
  • 依托单位：
    北京工业大学
  • 学科分类：
    E0107.金属功能材料
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Nanostructural permanent magnets have good prospects for application which can be widely used in many high-tech industries, such as computer, new energy, aeronautics and Astronautics, medical equipment and so on. In this project, the texture, interface and magnetic hardening mechanism of the multimorphological nanostructure SmCo5/α-Fe magnets will be studied. Firstly, the bulk anisotropic multimorphological nanostructure SmCo5/α-Fe magnets will be prepared by hot deformation with low temperature, high pressure and large height reduction based on spark plasma sintering. Secondly, the crystal structure, microstructure, phase composition and distribution, texture of grains and grain boundary, domain structure as well as the magnetic properties will be examined and analyzed. The simulation models in accordance with the experimental characterization results will be established by using the micromagnetism theory, to study of the influence of the microstructure on the magnetic properties. The deformation mechanism, texture formation mechanism and magnetic hardening mechanism of multimorphological nanostructure SmCo5/α-Fe magnets will be researched, and the mechanism of the influence of multimorphological interface on the magnetic properties will also be investigated. Finally, the anisotropic multimorphological nanostructure SmCo5/α-Fe magnets with the energy product larger than 40 MGOe will be prepared. As a result, deformation mechanism and magnetic hardening mechanism of multimorphological nanocomposite magnets will be enriched.
纳米结构永磁体具有良好的应用前景，可以被应用于计算机、新能源、航空航天、医疗器械等诸多高新技术行业。本项目以纳米异质结构SmCo5/α-Fe磁体的织构、界面和磁硬化机理为研究对象。依托放电等离子烧结技术，协同低温、高压和大变形量等条件进行热变形，制备块体各向异性纳米异质结构SmCo5/α-Fe磁体。在此基础上，分析、测定磁体的晶体结构、微观结构和相分布、晶粒和晶界面织构、磁畴结构和磁性能等。并以微磁学为理论基础，基于实验表征结果建立仿真模型，研究磁体的微观组织结构对磁性能的影响。其中，重点考查纳米异质结构SmCo5/α-Fe磁体的变形机制和织构形成机理，及其磁硬化机理；并考查异质界面对磁体的磁性能的影响机理。最终，制备出磁能积超过40 MGOe的各向异性纳米异质结构SmCo5/α-Fe磁体。本研究的结果有望丰富异质结构纳米复合磁体的变形机理和矫顽力理论。

结项摘要

项目针对纳米异质结构SmCo5基磁体的织构、界面和磁硬化机理等方面开展研究工作。首先，依托放电等离子烧结技术和低温高压变形方法，开发了纳米富稀土相诱导低温变形等新技术，实现钴基稀土永磁材料的低温变形兼获强c轴织构和高矫顽力，制备出了兼具有良好的室温磁性能和温度稳定性的热变形Sm0.6Pr0.4Co5、SmCo5/Sm2Co7纳米异质磁体。其中，热变形Sm0.6Pr0.4Co5磁体室温磁能积达到21.1MGOe，是目前报道的热变形钴基稀土永磁的最高值。其次，结合低温高压变形技术制备了多组分(SmCo7/FeCo)/SmCo5纳米异质结构磁体，SmCo5相的引入成功提高磁体矫顽力。再次，以铁纳米片替代传统微米铁粉，同时实现纳米异质结构SmCo5/α-Fe磁体的微结构优化和高软磁相比例，并阐明铁纳米片的纳米化过程，并通过微磁学模拟分析了微结构对磁体磁性能和反磁化过程的影响。还次，提出Sm2Co7相替代SmCo5相制备了纳米异质结构磁体，相同工艺条件下实现磁性能优化，结果显示Sm2Co7/α-Fe磁体中可以产生更优的交换耦合作用，并通过微磁学模拟分析了Sm2Co7/α-Fe纳米异质结构磁体的回复曲线张开现象及其成因，否定了张开现象与界面交换耦合作用的强关联，提出硬磁相的不可逆过程是张开的根本原因。最后，研究了SmCo5/α-Fe纳米异质结构磁体在热变形过程中的相变、微结构演化和织构形成机理。结果显示伴随晶粒长大发生了两阶段相变：Sm(Fe,Co)5和Fe-Co相形成了Sm2(Fe,Co)17-H再转变为Sm2(Fe,Co)17-R相。变形后的磁体中的仅Sm(Fe,Co)5相中形成了强的c轴织构，并提出了滑移、晶粒择优生长以及分散的富钐纳米相的辅助的形变和织构形成机理。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（4）
A unique synthesis of rare-earth-Co-based single crystal particles by "self-aligned" Co nano-arrays
通过“自排列”钴纳米阵列独特合成稀土钴基单晶颗粒
  • DOI：
    10.1039/d0nr00490a
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Nanoscale
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Wu Qiong;Cong Liying;Yue Ming;Li Chenglin;Ma Zhenhui;Ma Xiangyu;Wang YaTao
  • 通讯作者：
    Wang YaTao
Tip Interface Exchange-Coupling Based on "Bi-Anisotropic" Nanocomposites with Low Rare-Earth Content
基于低稀土含量“双各向异性”纳米复合材料的尖端界面交换耦合
  • DOI：
    10.1021/acsami.0c21669
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Wu Qiong;Ma Xiangyu;Yue Ming;Cong Liying;Ma Zhenhui;Zhang Dongtao;Li Yuqing;Wang Yatao
  • 通讯作者：
    Wang Yatao
Heterostructured (SmCo7/FeCo)/SmCo5 multicomponent magnets fabricated by high-pressure thermal compression
高压热压制备异质结构 (SmCo7/FeCo)/SmCo5 多元磁体
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2020.154810
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Xiaochang Xu;Yuqing Li;Hongguo Zhang;Zhenhui Ma;Yitong zhuge;Dongtao Zhang;Ming Yue
  • 通讯作者：
    Ming Yue
Morphology and magnetic properties of Sm2Co7/alpha-Fe nanocomposite magnets produced by high energy ball milling and spark plasma sintering
高能球磨放电等离子烧结Sm2Co7/α-Fe纳米复合磁体的形貌和磁性能
  • DOI：
    10.1016/j.jre.2020.02.015
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Journal of Rare Earths
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Zhuge Yitong;Li Yuqing;Xu Xiaochang;Zhang Dongtao;Zhang Hongguo;Liu Weiqiang;Yue Ming
  • 通讯作者：
    Yue Ming
Tuning the morphology of soft magnetic phase to optimize the microstructure of SmCo5/α-Fe nanocomposites
调整软磁相的形貌优化SmCo5/α-Fe纳米复合材料的微观结构
  • DOI：
    10.1016/j.matchar.2020.110838
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Materials Characterization
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Xiaochang Xu;Yuqing Li;Zhenhui Ma;Yitong Zhuge;Yuan Teng;Yu Zhang;Hongguo Zhang;Dongtao Zhang;Ming Yue
  • 通讯作者：
    Ming Yue

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其他文献

Grain refinement leading to the ultra-high coercivity in L10-Mn1.33Ga bulk magnet via hot deformation
通过热变形晶粒细化导致 L10-Mn1.33Ga 块体磁体具有超高矫顽力
  • DOI：
    10.1063/5.0080903
  • 发表时间：
    2022-04
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    路清梅;高尚;李玉卿;张红国;刘卫强;岳明
  • 通讯作者：
    岳明
Understanding the strain effect on coercivity enhancement in L10-Mn56Ga42 alloy via low-energy mechanical cryomilling
通过低能机械低温铣削了解应变对 L10-Mn56Ga42 合金矫顽力增强的影响
  • DOI：
    10.1016/j.jmmm.2020.166883
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Magnetism and Magnetic Materials 510 (2020) 166883
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    路清梅;王大军;李虹霏;张红国;李玉卿;岳明
  • 通讯作者：
    岳明

其他文献

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李玉卿的其他基金

纳米复合Nd2Fe14B/α-Fe永磁的磁性能提升技术及原理研究
  • 批准号：
    52371170
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
    50.00 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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