一类新型无稀土永磁体的数据驱动设计
材料科学
2025-11-24 v1
摘要
提出了一类新型无稀土永磁体。该类的母体化合物为 CoMnGe，其发现是第一性原理理论结合实验合成与表征的结果。该理论基于对 ICSD 数据库中列出的材料进行高通量/数据挖掘搜索。根据无缺陷材料的 ab-initio 理论，预测饱和磁化强度为 1.71 T，单轴磁晶各向异性为 1.44 MJ/m，居里温度为 700 K。随后合成 CoMnGe 样品并就其结构与磁性进行表征。发现晶体结构为 MgZn 型，Co 和 Ge 在晶体学格点上存在部分无序。由磁化测量测得 10 K 时饱和极化强度为 0.86 T，单轴磁晶各向异性常数为 1.18 MJ/m，居里温度 = 359 K。这些磁性使 CoMnGe 成为一种极具前景的无稀土永磁体材料，并且由于我们可以证明磁性关键取决于 Co 和 Ge 原子的无序程度，其磁性有望进一步改善。由理论工作可知，用邻近元素替代 Ge 提示了另外两种有前景的材料——CoMnAl 和 CoMnGa。我们在此证明，基于 MnX（T = Co 或 Fe 与 Ni 之间的合金；X=Ge、Al 或 Ga）且为 MgZn 结构型的化合物类，构成了一类性能非常优异的新型无稀土永磁体。
引用
@article{arxiv.2101.10773,
title = {Data-driven design of a new class of rare-earth free permanent magnets},
author = {Alena Vishina and Daniel Hedlund and Vitalii Shtender and Erna K. Delczeg-Czirjak and Simon R. Larsen and Olga Yu. Vekilova and Shuo Huang and Levente Vitos and Peter Svedlindh and Martin Sahlberg and Olle Eriksson and Heike C. Herper},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.10773},
year = {2025}
}