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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
钐钴永磁材料是一种重要的功能材料，广泛应用于现代社会的各个方面。目前，国防和民用高科技领域对能够工作于高温500℃环境的钐钴永磁材料提出迫切需求。然而当钐钴永磁合金在高温500℃服役时，内部Sm元素的氧化导致合金的磁性能随着服役时间的增加呈现出软磁行为。因此，如何提高钐钴永磁合金在高温500℃的抗氧化能力成为制约钐钴永磁材料高温应用的关键题目之一。本文系统地研究了Si和Sn元素的添加对钐钴永磁材料微观结构、磁性能和高温氧化特性的影响。以1:7型Sm(Co, Si)7和Sm(Co, Sn)7三元合金为对象，研究了合金化Si和Sn元素高温抗氧化的机理。以2:17型Sm(Co, Fe, Cu, Zr)7Six为对象，研究了Si元素的含量对合金的微观结构和高温磁性能的影响规律。 确定了Si元素的添加对1:7型Sm-Co合金的晶体结构和高温氧化特性的作用，明确了掺杂Si元素提高钐钴合金高温抗氧化能力的机理。对SmCo7-xSix合金铸态样品和纳米晶块体的研究表明：Si元素的添加可以有效地稳定TbCu7相并大幅度提高合金高温500℃的抗氧化能力。在500℃高温下氧化500 h后，SmCo6.1Si0.9纳米晶块体内部氧化区的厚度仅为6 μm，而SmCo7纳米晶块体内部氧化区的厚度为218 μm；并且相应的Ф10×10 mm2 SmCo6.1Si0.9纳米晶块体最大磁能积的损失仅为5.6%，而相同尺寸的SmCo7纳米晶块体最大磁能积的损失却为52.1%。内部氧化区内形成的SiO2可以有效地减小氧化速率和氧元素的扩散系数，是SmCo6.1Si0.9纳米晶块体高温抗氧化的根源所在。 在SmCo7-xSnx (x≥0.3)合金铸态样品中发现了具有优异高温抗氧化性的Sm3Co8Sn4相，通过均匀混合SmCo7和Sm3Co8Sn4非晶粉体，制备出具有500℃高温抗氧化的SmCo7 + 22 wt% Sm3Co8Sn4纳米晶块体，并揭示了其高温抗氧化的机理。研究发现：在内部氧化区中，液态金属Sn可以从Sm3Co8Sn4相向SmCo7基体中扩散，导致SmCo7基体中出现液态金属Sn，而液态金属Sn可以有效地填充SmCo7基体内部的晶界和各种缺陷，进而起到限制氧元素扩散、提高自身抗氧化能力的作用。 提出了钐钴永磁材料高温氧化时的氧元素扩散模型，建立了钐钴磁体最大磁能积的损失与氧化时间变化关系公式，得到了钐钴永磁材料的氧化速度常数k和氧元素的扩散系数D。研究发现内部氧化区和扩散区共同导致最大磁能积的损失，并且扩散区比内部氧化区导致了更多的最大磁能积的损失。对于2:17型Sm(Co0.76Fe0.1Cu0.1Zr0.04)7烧结磁体，其氧化速度常数k和氧元素扩散系数D分别为1.91×10-10 cm2/s和6.54×10-11 cm2/s。 明确了Si元素的添加量对2:17型钐钴烧结磁体的微观结构和高温磁性能的影响规律。对Sm(Co0.76Fe0.1Cu0.1Zr0.04)7Six烧结磁体的研究表明：少量Si元素的添加可以起到提高高温内禀矫顽力和高温抗氧化能力的作用，但是过量Si元素的添加导致合金中出现富Si、Co和Zr的杂质相，导致合金的高温磁性能下降。其中，Sm(Co0.76Fe0.1Cu0.1Zr0.04)7Si0.4烧结磁体500℃高温时的内禀矫顽力最大，达到6.70 kOe，它在500℃高温下最大磁能积为24.2 kJ/m3，在500℃高温下氧化100 h后，其高温最大磁能积损失仅为纯的Sm(Co0.76Fe0.1Cu0.1Zr0.04)7磁体高温最大磁能积损失的40%，表明其具有良好的高温抗氧化能力。 |
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发表于 2022-4-5 19:39:02
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