具有反常矫顽力温度系数的永磁材料研究

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基本信息

  • 批准号：
    50971003
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    38.0万
  • 负责人：
    杨金波
  • 依托单位：
    北京大学
  • 学科分类：
    E0107.金属功能材料
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

Nd-Fe-B磁体的矫顽力负温度系数大，温度性能欠佳，限制了它的应用范围。探索低温度系数或反常(正)温度系数的永磁材料一直是人们的愿望。本项目以具有反常矫顽力温度系数的MnBi材料为研究对象，综合利用x-ray衍射、中子衍射和磁测量等手段，并结合电子能带结构理论计算,研究该类材料的矫顽力温度系数反常与内禀磁性、尺寸、结构和相成份的关系。获得矫顽力及其改变矫顽力温度特性的机制，为开发高温度稳定性的永磁材料提供依据。针对MnBi合金中Mn的铁磁性有序和强磁晶各向异性的特点，研究材料的铁磁有序和强的磁晶各向异性的起源,探索具有铁磁性的Mn基新型永磁材料。尝试开发以MnBi为永磁相的非稀土类纳米复合磁性材料，为寻找和开发高稳定性、高性能的新型永磁材料提供基础。

结项摘要

针对Nd-Fe-B类磁体的矫顽力温度系数大，温度性能欠佳，应用范围受限的问题。本项目以具有反常矫顽力温度系数的MnBi 材料为研究对象，综合利用x-ray 衍射、中子衍射和磁测量等手段，并结合电子能带结构理论计算,研究该类材料的矫顽力温度系数反常与内禀磁性、尺寸、结构和相成份的关系，获得了矫顽力及其改变矫顽力温度特性的机制，开发了温度稳定性好的的MnBi永磁材料。通过对快淬设备进行升级改造，使其转速提高到75ms-1, 探索出了一套可以稳定制备高纯度低温相MnBi的方法，以此为基础制备得到了高磁能积的MnBi纳米磁粉，该材料具有正的矫顽力温度系数，在250摄氏度下矫顽力可达2.5T以上。另外我们成功制备出了MnBi和Sm2Fe17Nx杂化磁体，使其高温矫顽力系数获得明显改善。基于上述材料，我们对样品的微结构、不同温度下的晶体结构和磁结构、矫顽力机制、相变机制等做了细致的研究；结果表明反常温度系数与材料的结构演变紧密相关，获得了矫顽力与温度关系和其反常温度系数的起源。理论上，利用电子结构计算，计算了MnBi的能带和各向异性能与晶胞体积和化学键方向性的关系，表明Mn-Mn化学键增强对反常矫顽力的效应起了关键作用，为理解永磁材料其各向异性和反常矫顽力温度系数的起源提供了依据。为了进一步提高材料的磁性能，研究了Fe,Al,Co,FeB等掺杂对样品磁性能的影响。在开发新型铁磁性Mn基材料方面，系统地研究了MnSb、MnAl（C），MnGa等合金的结构与磁性，获得了一些非常有价值的结果， 例如成功制备了亚稳四方相MnAl, 并具有良好地永磁磁性。我们在硬磁-硬磁耦合磁体（MnBi-Sm2Fe17Nx）、硬磁-软磁（MnBi-Fe）耦合磁体研究方面也做了一些准备性的实验工作，为下一步工作奠定了基础，我们成功制备得到了尺寸在5nm左右的Co纳米颗粒和Fe纳米颗粒，同时获得了具有超高矫顽力的纳米晶MnBi纳米i颗粒。探索并研究了制备纳米复合材料MnBi/Co的可能， 为实现纳米复合磁体的目标打下了坚实的基础， 在该基金的支持下共发表SCI文章11篇，获得国家发明专利两项。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Anisotropic nanocrystalline MnBi with high coercivity at high temperature
高温下具有高矫顽力的各向异性纳米晶MnBi
  • DOI：
    10.1063/1.3630001
  • 发表时间：
    2011-08-22
  • 期刊：
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Yang, J. B.;Yang, Y. B.;Chen, D. F.
  • 通讯作者：
    Chen, D. F.
Structural and magnetic properties of tetragonal and orthorhombic Pr0.5Sr0.5MnO3 thin films
四方晶系和斜方晶系 Pr0.5Sr0.5MnO3 薄膜的结构和磁性能
  • DOI：
    10.1088/0022-3727/45/31/315001
  • 发表时间：
    2012-08
  • 期刊：
    Journal of Physics D: Applied Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Han, J. Z.;Wang, C. S.;Yang, Y. C.;Yang, J. B.
  • 通讯作者：
    Yang, J. B.
Room temperature magnetic properties of ZnO nanostructured films
ZnO纳米结构薄膜的室温磁性能
  • DOI：
    10.1016/j.physb.2011.01.030
  • 发表时间：
    2011-03
  • 期刊：
    Physica B-Condensed Matter
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Chen, X.G.;Yang, Y.B.;Wu, R.;Liu, R.;Kong, X.D.;Han, L.;Yang, Y.C.;Yang, J.B.
  • 通讯作者：
    Yang, J.B.
Fe/Si薄膜中相干声学声子的光激发研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子：
    1
  • 作者：
    张郑兵;马小柏;金钻明;马国宏;杨金波
  • 通讯作者：
    杨金波
Preparation and magnetic properties of MnBi
MnBi的制备及磁性能
  • DOI：
    10.1063/1.3672086
  • 发表时间：
    2012-02
  • 期刊：
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Yang, Y. B.;Yang, Y. C.;Zhang, Y.;Yang, J. B.;Chen, X. G.;Wu, R.;Wei, J. Z.;Ma, X. B.;Han, J. Z.;Du, H. L.;Liu, S. Q.;Wang, C. S.
  • 通讯作者：
    Wang, C. S.

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  • 通讯作者：
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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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