中文摘要：

Nd-Fe-B磁体的矫顽力负温度系数大，温度性能欠佳，限制了它的应用范围。探索低温度系数或反常(正)温度系数的永磁材料一直是人们的愿望。本项目以具有反常矫顽力温度系数的MnBi材料为研究对象，综合利用x-ray衍射、中子衍射和磁测量等手段，并结合电子能带结构理论计算,研究该类材料的矫顽力温度系数反常与内禀磁性、尺寸、结构和相成份的关系。获得矫顽力及其改变矫顽力温度特性的机制，为开发高温度稳定性的永磁材料提供依据。针对MnBi合金中Mn的铁磁性有序和强磁晶各向异性的特点，研究材料的铁磁有序和强的磁晶各向异性的起源,探索具有铁磁性的Mn基新型永磁材料。尝试开发以MnBi为永磁相的非稀土类纳米复合磁性材料，为寻找和开发高稳定性、高性能的新型永磁材料提供基础。

结论摘要：

针对Nd-Fe-B类磁体的矫顽力温度系数大，温度性能欠佳，应用范围受限的问题。本项目以具有反常矫顽力温度系数的MnBi 材料为研究对象，综合利用x-ray 衍射、中子衍射和磁测量等手段，并结合电子能带结构理论计算,研究该类材料的矫顽力温度系数反常与内禀磁性、尺寸、结构和相成份的关系，获得了矫顽力及其改变矫顽力温度特性的机制，开发了温度稳定性好的的MnBi永磁材料。通过对快淬设备进行升级改造，使其转速提高到75ms-1, 探索出了一套可以稳定制备高纯度低温相MnBi的方法，以此为基础制备得到了高磁能积的MnBi纳米磁粉，该材料具有正的矫顽力温度系数，在250摄氏度下矫顽力可达2.5T以上。另外我们成功制备出了MnBi和Sm2Fe17Nx杂化磁体，使其高温矫顽力系数获得明显改善。基于上述材料，我们对样品的微结构、不同温度下的晶体结构和磁结构、矫顽力机制、相变机制等做了细致的研究；结果表明反常温度系数与材料的结构演变紧密相关，获得了矫顽力与温度关系和其反常温度系数的起源。理论上，利用电子结构计算，计算了MnBi的能带和各向异性能与晶胞体积和化学键方向性的关系，表明Mn-Mn化学键增强对反常矫顽力的效应起了关键作用，为理解永磁材料其各向异性和反常矫顽力温度系数的起源提供了依据。为了进一步提高材料的磁性能，研究了Fe,Al,Co,FeB等掺杂对样品磁性能的影响。在开发新型铁磁性Mn基材料方面，系统地研究了MnSb、MnAl（C），MnGa等合金的结构与磁性，获得了一些非常有价值的结果， 例如成功制备了亚稳四方相MnAl, 并具有良好地永磁磁性。我们在硬磁-硬磁耦合磁体（MnBi-Sm2Fe17Nx）、硬磁-软磁（MnBi-Fe）耦合磁体研究方面也做了一些准备性的实验工作，为下一步工作奠定了基础，我们成功制备得到了尺寸在5nm左右的Co纳米颗粒和Fe纳米颗粒，同时获得了具有超高矫顽力的纳米晶MnBi纳米i颗粒。探索并研究了制备纳米复合材料MnBi/Co的可能， 为实现纳米复合磁体的目标打下了坚实的基础， 在该基金的支持下共发表SCI文章11篇，获得国家发明专利两项。