利用低温退火调控混溶隙以增强激光增材制造Alnico-8H永磁性能的研究

【字体: 时间:2025年09月22日 来源:Scripta Materialia 5.6

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  本研究通过低温长时间退火(650°C-34小时)调控Alnico-8H合金的混溶隙(miscibility gap),成功将内禀矫顽力(intrinsic coercivity)从935 Oe提升至1392 Oe。原子探针层析技术(APT)揭示其微观机制:α1(Fe-Co富集)与α2(Ni-Al-Ti富集)相尺寸缩小近三倍,浓度梯度更陡峭,且高密度(1.1×1022/m3)Cu核/Ni-Al壳析出相形成。该单步热处理为各向同性Alnico磁体设计提供了新范式。

  

亮点(Highlights)

通过低温长时间退火策略,巧妙利用混溶隙(miscibility gap)实现了纳米尺度微观结构的精准调控!

将传统退火参数(830°C-10分钟)调整为650°C-34小时后,内禀矫顽力(intrinsic coercivity)从935 Oe飙升至1392 Oe——这简直是对磁性能的一次革命性提升!

原子探针层析(Atom Probe Tomography, APT)结果显示:α1相(Fe-Co富集)和α2相(Ni-Al-Ti富集)的空间尺寸缩小了近三倍,两相之间的浓度梯度也更加陡峭。

更令人兴奋的是,我们观察到了更高数密度(1.1×1022/m3)的Cu富集细棒状析出相,它们以核壳结构(Cu核与Ni-Al壳)的形式存在——这可是提升矫顽力的关键“纳米工程师”!

最重要的是,本研究中实现的内禀矫顽力值已接近传统热磁多步工艺所制备的各向异性Alnico合金——但我们只用了简单的一步热处理!

这项研究为各向同性Alnico磁体的设计提供了一条极其简化的技术路径,未来或可推动高性能永磁材料在生物医学设备(如磁共振成像MRI)与微型医疗器件中的创新应用。

作者贡献声明(CRediT Authorship Contribution Statement)

Saikumar Dussa:负责文稿撰写(初稿与修订)、研究方法设计、形式化分析与数据整理,并提出核心概念;

Sudip Kumar Sarkar:参与文稿修订、方法设计与形式化分析,贡献概念思路;

Sameehan S. Joshi:负责文稿修订、结果验证、监督与形式化分析;

Rajarshi Banerjee:参与文稿修订与研究监督;

Narendra B. Dahotre:负责文稿修订、可视化、验证、整体监督与项目协调。

利益冲突声明(Declaration of Competing Interest)

作者声明不存在任何已知的竞争性财务利益或个人关系,以免影响本论文所报告研究的客观性。

致谢(Acknowledgments)

作者感谢由德克萨斯州立法拨款(190405-105-805008-220)资助的敏捷自适应增材制造中心(CAAAM)提供的基础设施支持,以及北德克萨斯大学材料研究设施(MRF)在显微分析方面提供的技术支持。

结论(Conclusion)

(注:原文中未提供Conclusion部分具体内容,此处遵循用户指令截止到第二个Conclusion标题前)

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