稀土钴基永磁合金的微磁结构与磁特性的关联性研究

本申请拟以2:17型Sm2(Co,M)17 (M=Fe, Cu, Zr, Ti, Hf)永磁合金为研究对象，运用磁力显微镜揭示合金不同热处理时间段的典型微磁结构，探讨磁畴结构与永磁合金磁特性之间的关联性。研究固溶热处理时出现的有序－无序相结构之间的转变，时效热处理时发生的相分离行为以及相结构对磁畴结构的影响。通过将每个热处理阶段(如烧结、固溶、均匀化处理和缓慢降温等)进行时间和温度优化，系统深入地研究各个热处理阶段磁畴结构的演化，从微磁的角度揭示胞状组织的形成引起硬磁材料性能的变化。采用Hubert理论对磁畴结构进行分析，提出相应的理论模型，理论计算磁畴的分支临界尺寸，探讨磁畴的成因。研制具有不同退磁曲线方形度特性的稀土钴基永磁合金，通过微磁结构的研究试图找出微磁结构与退磁曲线方形度之间的内在关联性。

本研究中采用粉末冶金工艺制备高性能Sm-Co烧结永磁材料。通过成分、工艺等方面的深入研究，通过对各个技术环节的全面掌控，研制出高矫顽力高性能钐钴永磁合金。采用真空感应炉熔炼钢锭，再经过制粉，磁场成型，样品毛坯在1200-1220℃烧结和1150-1190℃的固溶处理，最后经过750-850℃的均匀化热处理再缓慢降温到400℃制备最终烧结磁体。适当的液相添加能提高磁体的内禀矫顽力和最大磁能积，一定程度上改善了退磁曲线的方形度，但是剩磁会降低。我们发现当液相添加量为3%时，即稀土Sm与其它合金的比例约为1:7.87，磁体能取得最佳性能。将气流磨制粉技术引入到稀土钴基永磁合金的研制中，研制出较好退磁曲线方形度的永磁合金。通过对钐钴永磁合金的微磁结构的深入、全面表征，明确了钐钴磁体微磁结构与磁特性的关联性，验证了畴壁钉扎型的矫顽力机制。发表学术论文5篇，会议论文2篇，申请国家发明专利4项。相关成果分别获得第十届北京冶金青年优秀科技论文三等奖和第十一届北京冶金青年优秀科技论文优秀奖，课题负责人获得第二十一届北京优秀青年工程师称号。