纳米永磁材料的磁硬化机理研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fengxiaogang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,纳米永磁材料因具有磁性能优异、丰富的磁学现象和特征、热稳定性好、力学性能和抗腐蚀性能强等特点而成为永磁材料领域的研究热点。因此,对纳米永磁材料进行系统地研究可以为开发高性能永磁材料奠定基础。特别是作为永磁材料的重要特征的矫顽力,因此研究纳米永磁材料的磁硬化机理(即矫顽力机理)是设计与实现高性能纳米晶永磁体的核心问题之一。本文就针对不同类型的纳米永磁材料,从理论和实验角度系统研究了其磁硬化的特点和机理。  采用SPS热压热变形方法制备了各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体。结合VSM、SEM、EBSD和磁畴观察研究了Nd-Fe-B热变形磁体的微观组织结构、织构和磁化反磁化过程之间的关系,并对热变形磁体的磁硬化机理进行了讨论。研究发现变形Nd-Fe-B磁体中存在尺寸、织构和磁化反磁化过程完全不同的三中区域:细晶区、粗晶区和大晶粒区。研究还发现降低电流脉冲比可以有效的降低粗晶区的比例,提高热压和热变形磁体的磁性能。与热压电流脉冲比为12:2的磁体相比,电流脉冲比为2∶2时,热压磁体的磁能积达到15.2.MGOe(121.0kJ/m3)提高了27%;热变形磁体的磁能积达到48.2MGOe(383.6kJ/m3)提高了9%。通过回复曲线、小回线、XRD、EBSD、和磁畴观察对热变形Nd-Fe-B磁体进行磁硬化分析,发现晶界对反磁化磁畴壁的钉扎是获得高矫顽力的关键。  成功制备了含有非磁性W隔离层的各向异性纳米晶Nd-Fe-B/α-Fe(W)双相复合磁体。与直接添加Fe纳米片的复合磁体相比,含有非磁性隔离层的复合磁体具有更高的矫顽力和磁能积。微观组织观察结果表明:非磁性W层能有效的降低软硬磁相间的互扩散。微磁学模拟结果证明,用非磁性层隔离软硬磁相,提高双相磁体的矫顽力,这是与实验结果相吻合的。  通过微磁学模拟计算了软磁相体积分数、晶粒尺寸和分布方式对Nd2Fe14B/α-Fe复合磁体的磁性能和反磁化过程的磁矩演化的影响。研究发现相同的软磁相体积分数下,软磁相颗粒尺寸小和分布弥散都有利于复合磁体获得高矫顽力和好的方形度。研究还发现软磁相分布方式直接影响复合磁体的磁矩反转方式,从而影响到复合磁体的磁性能。本研究还通过添加不同尺寸的软磁相α-Fe制备的各向异性双相纳米晶Nd-Fe-B/α-Fe磁体,相对于添加小尺寸的Fe纳米颗粒,添加尺寸大的Fe纳米片不利于磁体的矫顽力,这与理论计算结果是相符合的。  以SmCo6.6Nb0.4、SmFeN系列纳米片等各向异性永磁磁粉为对象,表征了其微观组织和磁性能,并对其磁硬化机制进行了讨论。经过XRD、SEM和TEM表征了SmCo6.6Nb0.4、Sm-Fe-N纳米片微观组织,通过小回线起始磁化曲线回复曲线等多方面分析了纳米片的磁硬化机理。纳米片在反磁化过程中都存在明显的钉扎效应,其磁硬化机制属于典型的钉扎机制。  采用微磁学模拟计算了有限尺寸的平行和垂直取向的Nd2Fe14B/Fe65Co35/Nd2Fe14B三层膜的退磁曲线。平行取向的三层膜的退磁曲线只在软磁相尺寸S<12nm时耦合成单相特性;而垂直取向的三层膜的退磁曲线则一直保持耦合成单相特性。平行取向的磁性薄膜的最大磁能积在软磁相厚度S=10nm时取得最大值78.8MGOe(627.2kJ/m3);而垂直取向的磁性薄膜的最大磁能积在S=8nm时取得最大值74MGOe(589kJ/m3)。另外,垂直取向的三层膜的矫顽力要大于平行取向的三层膜。另外,采用微磁学模拟了核壳型结构的Nd2Fe14B/α-Fe复合磁体的磁性能和反磁化过程的磁矩演化。对于硬包软Nd2Fe14B/α-Fe复合磁体,其磁能积在软磁相尺寸S=24nm时取得最大值72.9MGOe(580.3kJ/m3),其反磁化方式有如下三个过程:一致转动(S<3nm)、准一致转动(3nm≤S<36nm)和类涡旋态(S≥36nm)。对于软包硬Nd2Fe14B/α-Fe复合磁体,其磁能积在在S=2nm时取得最大值95.7MGOe(761.8kJ/m3)。反磁化方式有如下三个过程:准一致转动(S<5nm)、反涡旋(5nm≤S≤6nm)和涡旋态(S>6nm)。
其他文献
我国农业科技进步贡献率达到59.2%,全国农作物耕种收综合机械化率超过70%,主要农作物自主选育品种提高到95%以上.2019年,我国农业科技论文总体竞争力和专利总体竞争力均居全球第
期刊
摘 要:小学班主任需要负责的管理工作是非常的艰巨和复杂,对班主任的要求也是非常的高。而小学语文教师负责班主任的管理工作时,会有很多的优势,比如语文教师具有良好的沟通能力、比较感性等,使得他们知道如何在管理中利用这些优势,对小学生进行管理,促进他们更好的成长。  关键词:小学语文教师;班主任;管理优势;管理策略  现在的小学生大部分都独生子女,从小娇生惯养,身上有着许多的坏习惯和坏毛病,这个对小学班
(续第3期第9页)rn81.农村集体收益分配制度包括哪些内容?rn农村集体经济组织要制定经成员认可并符合国家财务会计制度的收益分配制度,明确收益分配范围,规范收益分配顺序,确
期刊
铝镓氮(AlGaN)作为宽带隙半导体材料,不仅具有直接的宽带隙,而且具有优秀的物理和化学特性,被认为是很有发展潜力的半导体材料。本文分别采用理论和实验两种方法研究掺杂和表
山丹县围绕地域特点和资源禀赋,进一步调整农业产业结构,优化农业资源配置,推动农业产业升级,特色优势产业稳步发展,畜禽养殖规模日益壮大,现代丝路寒旱农业、品牌提升行动、
期刊
汽车工业在近几年发展迅猛,伴随着的环境问题和能源危机日益加剧。汽车轻量化和安全化生产已成为汽车工业发展的主要目标。相变诱导塑性(TRIP)钢因具有高强度与高塑性相结合的
本文对5E06合金(Al-6.17Mg-0.42Mn-0.16Zr-0.37Er)板材进行不同温度和变形量的轧制变形,通过拉伸性能测试对板材的力学性能进行评价,确定适合5E06合金的单道次热轧工艺。并采用
近年来我国社会主义市场经济全面发展,经济结构逐步优化转型.在现代化教育发展推动下,高校扩招人数在不断增加,学生面临的就业发展形势更为严峻.对学生自身发展成长具有较大
方石英是石英的一种高温同质异构体,具有高的散射性、消光性、抗腐蚀、抗热震性等诸多优良性能,已广泛应用于电子材料、生物材料、航空航天各个领域。自然界中方石英很少存在,现
水凝胶是一种具有三维网络结构的功能高分子材料,它不溶于水,但在水中能吸收大量的水而高度溶胀。在废水处理方法中,水凝胶吸附法以其成本低、效率高、能耗小、可再生等优点受到人们广泛关注,并被认为是最实用的技术。本文采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱分析(XPS)表征手段对木质纤维素-g-丙烯酸/蒙脱土(P(LNC-g-AA/MMT)