题目：2:17型SmCo高温永磁体的矫顽力机理研究

随着科技的发展尤其是军事领域中的新动力(电动)系统对永磁体的使用温度要求已达到500℃，并且会越来越高。以Sm(CoFeCuZr)z为典型成分的2:17型高温SmCo永磁体是目前最具高温应用前景的永磁体。烧结的2:17型高温SmCo永磁体经固溶和时效热处理后会形成胞状组织结构，胞状组织对畴壁形成强的钉扎，获得了较高的室温矫顽力，然而时效过程影响矫顽力的机理还存在很大争议，同时矫顽力随成分的不同和测试温度出现复杂的变化，包括矫顽力温度正常衰减现象和矫顽力温度反常现象还没有统一认识，对矫顽力室温机理和高温机理认识不清将严重影响2:17型高温SmCo永磁体使用温度的提高和以高温永磁材料为核心元件的功能器件的高温稳定性。因此本文从实验和畴壁钉扎理论两个角度出发，系统研究了时效淬火温度、成分对2:17型高温SmCo永磁体磁滞回线、矫顽力、磁畴结构、矫顽力温度系数的影响，同时采用非连续微磁学畴壁钉扎理论对2:17型高温SmCo永磁体复杂的矫顽力变化进行了统一解释，补充和完善了2:17型高温SmCo永磁体室温矫顽力及高温矫顽力的机理。通过研究时效淬火温度对Sm(CoFeCuZr)z永磁体磁滞回线、矫顽力和矫顽力温度系数的影响，以及测试温度对室温矫顽力的影响，发现时效600℃以下淬火对合金的室温矫顽力影响较大，但对高温500℃的矫顽力几乎没影响；同时高温500℃测试会导致永磁体室温矫顽力发生变化，说明Sm(CoFeCuZr)z永磁体的矫顽力主要取决于胞壁相和界面处的微化学成分分布。结合磁滞回线和非连续畴壁钉扎理论提出了永磁体中存在两处畴壁钉扎，分别位于胞壁1:5相中心富Cu区域和两相界面处，并且当最强畴壁钉扎位于1:5相中心时室温矫顽力较高，高温出现矫顽力衰减；而当最强钉扎位于两相界面处时室温矫顽力较低，在一定的高温范围内易出现矫顽力温度反常现象。通过研究Cu元素含量对Sm(CoFeCuZr)z永磁体室温、高温矫顽力以及磁畴结构的影响，发现磁体中磁畴的宽度远大于胞体的典型宽度100nm，揭示了胞体间存在强的相互作用；同时发现Cu含量较低时磁畴粗化呈条形畴，矫顽力较低，矫顽力在高温下出现温度反常现象；随Cu含量的增加磁畴逐渐细化且出现较多附加畴，矫顽力逐渐提高，但矫顽力在高温下出现较快衰减，且磁畴中的附加畴越多，矫顽力在高温下衰减越快。根据单轴单晶及参杂的磁畴理论揭示了不同的磁畴结构可以归结于磁体胞壁1:5相中非磁性元素Cu分布梯度的大小，Cu含量越低，胞壁1:5相中非磁性元素Cu分布梯度越小，磁畴越易于出现条形畴；反之胞壁1:5相中非磁性元素Cu分布梯度越大，磁畴越易于出现较多附加畴。运用1:5相中Cu元素的非均匀分布和非连续畴壁钉扎模型阐明了Cu含量影响矫顽力及矫顽力温度系数的机理，以及Cu含量对合金磁性能和退磁曲线方形度的影响。通过研究不同z值对Sm(CoFeCuZr)z永磁体室温、高温矫顽力以及磁畴结构的影响，发现z值越高，其磁畴越容易细化和出现较多附加畴，矫顽力越容易获得提高，由此说明高z值永磁体的胞壁1:5相中更易形成非磁性元素Cu的梯度分布，从而导致矫顽力大大提高，同时结合非连续畴壁钉扎理论阐明了低z值永磁体中易于出现矫顽力温度反常现象和高z值永磁体中矫顽力在高温下的快速衰减现象。实验中还发现高z值有利于提高永磁体的剩余磁化强度和磁能积，但其胞壁1:5相中Cu的过分集中将导致退磁曲线方形度的降低。在以上研究基础上通过调节成分制备出了具有优异高温磁性能的2:17型SmCo高温永磁体。