各向异性SmCo5/Fe(Co)纳米复合永磁材料的研究

SmCo5/Fe(Co) nanocomposite is a potential material as high temperature magnets without heavy rare earth. It can be applied in wind power generation,hybrid power automobile,and more electric aircraft et al. There are some main difficulties for preparing the nanocomposite magnets by traditional ball-milling method: ①the magnetic powders show large size, uneven distribution and morphology;②aggregation of the nano-particles, difficult for aligning;③nano-grain growth and alloying during sintering under high temperature. These limit the development of nanocomposite magnets. The project will synthesize core/shell SmCo5/Fe(Co) nano-particles, based on the formerly prepared small size and well-distributed SmCo5 nano-particles by inorganic chemistry. The hard and soft magnetic phase will be controlled at the nanoscle to achieve exchange coupling. A new aligning method is proposed for depositing the nano-particles by centrifugation under an applied magnetic field. the product is taken shape with orientation. SPS will be employed under high pressure and low temperature for sintering the nano magnets. The purpose is to explore a effective way to prepare anisotropic SmCo5/Fe(Co) nanocomposite magnets with high magnetic energy.

SmCo5/Fe(Co)纳米复合永磁材料有望发展成为不含重稀土元素的高性能高使用温度永磁材料，在风力发电、混合动力汽车和航空航天等领域具有广阔的应用前景。传统球磨法等制备纳米复合永磁体存在的主要问题：①软硬磁相粉体粒径较大，形态和分布不均匀；②纳米颗粒易团聚、难分散，难以取向成形；③高温烧结晶粒长大和合金化。因此，不能充分发挥纳米复合永磁体的性能潜力。本项目拟在前期采用无机化学法制备出的粒径细小均匀、矫顽力高的SmCo5纳米磁性粒子的基础上，通过化学自组装的方法，制备出具有均匀软磁相厚度的SmCo5/Fe(Co)核壳结构复合纳米磁粉，使软硬磁相的粒径和分布在纳米尺度上有效调控，实现磁耦合；提出离心分离磁场沉积技术，以实现SmCo5/Fe(Co)复合纳米磁粉的取向成形；采用SPS大压力低温烧结，控制纳米晶粒长大。探索出一条制备高磁能积各向异性SmCo5/Fe(Co)纳米复合永磁材料的新途径。

SmCo5/Fe(Co)纳米复合永磁材料有望发展成为不含重稀土元素的高性能高使用温度永磁材料，在风力发电、混合动力汽车和航空航天等领域具有广阔的应用前景。传统球磨法等制备纳米复合永磁体存在的主要问题：①软硬磁相粉体粒径较大，形态和分布不均匀；②纳米颗粒易团聚、难分散，难以取向成形；③高温烧结晶粒长大和合金化。因此，不能充分发挥纳米复合永磁体的性能潜力。本项目在纳米复合永磁体制备、软硬磁相调控以及取向方面开展了研究，主要取得了以下进展：.1，通过无机化学法分别制备了Sm-Co以及Sm-Co-Ca的氢氧化物前驱体，并进一步利用钙热还原法制备了尺寸均匀、不团聚的SmCo5纳米磁粉，分析了纳米粉体制备的关键控制因素，揭示了CaOH对于前驱体分散性以及均匀纳米颗粒制备的重要性及钙热还原反应机理；.2，利用低温钙热还原法以及化学包覆法进一步制备了SmCo5/ Co纳米复合颗粒，并进一步实现了SmCo5及SmCo5/ Co纳米复合颗粒磁场取向，有效提高了纳米复合颗粒的磁性能，并分析了其交换耦合机理；.3，最后将研究体系拓展到FePt/Co，利用化学法制备了FePt/Co核壳结构纳米颗粒，并通过外加磁场对其进行取向，成功得到各向异性FePt/Co双相纳米颗粒复合磁体。.在Chemical Enginnering Journal, Nanoscale 等期刊上发表SCI论文11篇，申报国家发明专利2项，培养博士研究生3名，硕士研究生3名。