近日，穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置（SHMFF）用戶杭州電子科技大學的趙利忠研究員團隊，借助SHMFF對ThMn₁₂新型永磁的內(nèi)稟永磁性能進行了研究，確定了各向異性場與飽和磁化強度。相關(guān)成果發(fā)表在國際權(quán)威期刊《先進材料》（Advanced Materials）上。

　　新能源汽車、風力發(fā)電和工業(yè)機器人等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對高功率永磁電機提出了急迫的需求，而高溫內(nèi)稟磁性能強且低成本的ThMn₁₂新型永磁有望成為制造高功率永磁電機的首選材料。然而ThMn₁₂型SmFe₁₂相具有亞穩(wěn)定特性，需加入大量非磁性元素以穩(wěn)定ThMn₁₂相；可是，ThMn₁₂相的飽和磁化強度μ₀M_s隨著穩(wěn)定元素的加入急劇下降。因此，如何同時保持高的相穩(wěn)定性和磁性能是目前ThMn₁₂新型永磁產(chǎn)業(yè)化面臨的一大難點。近期研究發(fā)現(xiàn)稀土位Y元素的替代可以提升相穩(wěn)定性，從而大幅增強ThMn₁₂相的μ₀M_s；由于Y元素不具備4f電子導致ThMn₁₂相的各向異性場μ₀H_a急劇降低。

　　針對上述問題，該研究團隊突破性提出了一種利用調(diào)幅分解在(Sm, Y)Fe₁₂基磁體中自發(fā)構(gòu)建核殼結(jié)構(gòu)的方法，實現(xiàn)了ThMn₁₂磁體相穩(wěn)定性和內(nèi)稟磁性能的同步提升，從而突破了以上難點。研究表明，通過Y、Co和Ti元素的協(xié)同優(yōu)化以及核殼結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑，并利用SHMFF精準測量了永磁材料的內(nèi)稟磁性能，獲得了μ₀H_a為9.24 T和μ₀M_s為1.52 T的高性能磁體。研究團隊結(jié)合洛倫茲、球差校正透射電鏡等表征手段和模擬計算，闡明了Y、Co和Ti元素添加對磁體相穩(wěn)定性和內(nèi)稟磁性能的影響機制、核殼結(jié)構(gòu)形成機理及其與高磁性能之間內(nèi)在聯(lián)系。

　　該研究成果為高性能永磁體的設(shè)計和制備提供了一種重要策略，同時磁體中較低的軟磁α-Fe含量也預示該磁體具有較好的產(chǎn)業(yè)化前景，適合規(guī)模化生產(chǎn)。

　　文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202203503 

　　圖：(a)Sm_0.75Y_0.25(Fe_0.8Co_0.2)_12-lTi_l (l=0.5-1.0)合金隨Ti含量變化的μ₀M_s和μ₀H_a理論計算值和實驗值，(b)隨Ti含量變化的M-T曲線