MnAl合金硬磁性能调控及其在永磁应用中的潜力研究

【编辑推荐】本研究通过高温熔融-球磨-退火工艺调控Mn50+xAl50-x合金的τ相（τ-phase）比例，实现矫顽力（HC）达4.89 kOe、最大磁能积（(BH)max）1.47 MGOe的优异性能，为无稀土（RE-free）永磁材料开发提供新策略。

　　

Highlight

随着绿色交通与能源采集产业的快速发展，工业级永磁体需求激增。当前主流永磁体依赖稀土元素（如钐、钕、镝），但稀土资源短缺与环境污染问题促使研究者探索无稀土替代方案。其中，MnAl合金的亚稳态τ相（τ-phase）因其铁磁性（饱和磁化强度0.62 Tesla）、高居里温度（T_C 607–615 K）和1.7 MJ/m³磁晶各向异性常数，成为潜力候选。

Results and discussions

通过1273 K熔融淬火获得ε相（ε-phase）主导的Mn_50+xAl_50-x合金后，球磨与773 K退火成功将其转化为硬磁τ相与非磁性β/γ₂相混合结构。调控组分（x=0–3）与球磨时间（0–10小时）可优化相比例：最佳样品磁化强度（M_16kOe）达47.2 emu/g，矫顽力（H_C）提升至4.89 kOe，磁能积（(BH)_max）达1.47 MGOe，居里温度（T_C）约615 K。

Conclusion

本研究证明通过平衡τ/β/γ₂相比例，MnAl合金可实现媲美稀土永磁的硬磁性能，为低成本、高环保性永磁体开发奠定基础。