高度（001）取向超细柱状晶SmCo高温永磁材料的研究

使用温度达到500℃的SmCo高温永磁材料将是新一代飞机大功率发电机、高推重比航空发动机、高精度卫星对地观察系统和惯性导航装置等领域的核心材料之一。研究表明，高取向度、细化晶粒和纳米胞状微结构是决定Th2Zn17型SmCo高温永磁材料高温內禀磁性能的关键控制因素。现有基于粉末冶金的SmCo高温永磁材料制备方法，因粉体破碎无法获得完全单晶粉，导致材料取向度不高；且粉体粒度分布宽，造成材料浪费；以及粉体制备过程中易氧化，影响材料性能。本项目拟用磁场辅助亚快速定向凝固方法，研究在亚快速（10∧1～10∧3℃/s）定向凝固条件下，SmCo高温永磁材料超细柱状晶的凝固生长特性，阐明（001）取向的形成规律与形成机理，弄清SmCo合金高温内禀磁性能与超细柱状晶组织和取向的关联性，揭示SmCo高温永磁材料的高温矫顽力机制，研制出具有高度（001）取向超细柱状晶结构的高性能SmCo高温永磁材料。

本项目以2:17型SmCo稀土高温永磁材料为对象，揭示了成分和热处理温度对合金磁畴结构和矫顽力的影响规律，探讨了2:17型SmCo合金高温磁硬化机理，制备出了500℃高性能2:17型SmCo高温永磁体。发展了各向异性2:17型SmCo高温永磁合金的高温度梯度定向凝固新方法，通过揭示定向凝固速率与晶体择优生长方向及凝固组织之间的关系，发现随定向凝固速率提高，晶体生长择优取向由[001]转变为[110]，同时凝固组织由胞状晶转变为树枝晶。生长出了沿[001]易磁化方向择优取向、并具有胞状晶组织的2:17型SmCo取向晶体。在此基础上，优化加热方式、控制加热功率和生长速率，实现了凸固液界面的生长，由此制备出了矫顽力大于2.0 T的2:17型SmCo高温永磁合金单晶。上述研究成果发表SCI收录论文11篇，授权国家发明专利4项，做学术会议报告2人次，已毕业博士研究生2人，硕士研究生4人，