FeCoRE磁交换常数第一性原理计算和居里温度提高机制研究

信息通讯和军事电子技术发展对磁性材料的高温磁性提出了越来越高的要求,研究高温环境下高效稳定工作的磁性材料具有重要意义.本文结合第一性原理和蒙特卡洛方法,研究了Fe、Co比例和稀土元素(Gd、Tb、Dy)掺杂对合金FeCo晶体结构、磁交换常数和高温磁性的影响.结果表明随着Co含量增加,合金晶体结构从体心立方向简单和面心立方转变,当Co含量为50%时,Fe-Co键长最短,最近邻磁交换常数从18.05 meV增加到30.03 meV,使FeCo的居里温度提高到1580 K,相比于Fe的居里温度增幅达到60%.将稀土元素掺入FeCo体系后,发现3.125%含量Er、Dy、Tb的掺杂对合金FeCo居里温度分别有60K、45K和20K的提高,电子构型重构导致强的稀土元素与Fe和Co之间的交换作用是居里温度提升的主要原因.

MnFe_(1-x)Ti_(x)P_(0.77)Ge_(0.23)化合物的结构与磁性

利用高能球磨法和粉末烧结法制备了MnFe_(1-x)Ti_(x)P_(0.77)Ge_(0.23)(x=0.03,0.04,0.06,0.08,0.09)系列化合物。室温X射线衍射结果表明化合物均呈现Fe_(2)P型六角结构,随着Ti含量的增加,晶格常数a、b减小,晶格常数c增大,晶胞体积有所增大。变温X射线衍射实验结果表明,MnFe_(0.94)Ti_(0.06)P_(0.77)Ge_(0.23)化合物在305~350 K温度区间内发生铁磁到顺磁的相转变,存在磁弹耦合现象。MnFe_(1-x)Ti_(x)P_(0.77)Ge_(0.23)(x=0.03,0.04,0.06,0.08,0.09)化合物的磁性测量结果表明随着Ti含量增加化合物的居里温度降低,热滞变大,最大等温磁熵变减小。

基于旋转磁场作用的磁流变脂磁致电阻特性研究

磁流变脂是一种兼具快速磁响应特性和弱流动性的新型磁敏材料,在传感及阻尼减振等领域有着潜在应用价值。本工作利用羰基铁粉作为软磁填充颗粒与脂类基体混合制备了磁流变脂样品,依托所设计的电阻试验单元,并通过自建的旋转磁场试验表征系统,研究了旋转磁场的偏转角度与旋转速度对磁流变脂磁致电阻特性的影响,并在微观层面对影响磁致电阻特性的机理进行了分析。结果表明:增加软磁填充颗粒的含量,可有效提升磁流变脂磁致电阻的相对变化量;在单周期的磁场偏转角度试验中,磁流变脂电阻试验单元的阻值变化形成对称的上升段与下降段,在偏转周期范围内阻值的绝对变化量为2.4 MΩ;试验单元的阻值在不同磁场偏转速度下呈现了与转速相匹配的周期性变化趋势。

纳米晶复合永磁材料的交换耦合相互作用和磁性能

本文介绍了纳米磁性材料晶粒交换耦合相互作用的有关理论。采用不同模型讨论了晶粒交换耦合相互作用对纳米单相软磁材料、永磁材料及双相复合永磁材料磁性能的影响。简述了用δM(H)曲线和不可逆磁导率的变化研究晶粒交换耦合相互作用及反磁化过程的方法。讨论了合金成分配比、添加元素、制备及热处理工艺对磁体硬磁性能的影响。从理论和实验两方面分析、研究了纳米复合永磁材料的反磁化过程和矫顽力机制。

Ga^(3+)替代Fe^(3+)对BaW铁氧体纤维微结构和磁性能的影响

本文采用高压静电纺丝法成功合成了BaZn_(2)Fe_(16-x)Ga_(x)O_(27)(x=0.0,0.3,0.6,0.9,1.2,1.5)系列W型铁氧体样品。X射线衍射结果表明所合成系列样品均为纯相,空间群为P63/mmc。扫描电子显微镜结果显示烧结后样品呈六角片状,直径约为10μm,厚度约为2μm。红外光谱测试表明波数420 cm^(-1)和580 cm^(-1)分别对应W型铁氧体八面体位和四面体位的Fe^(3+)-O^(2-)键振动产生的特征吸收峰。磁滞回线显示随着Ga^(3+)替代量x的增加,饱和磁化强度先增大后减小,在x=0.6时达到最大值52.84 emu/g。矫顽力经历了先降低再升高后降低的过程。

磁性氧化铁纳米颗粒的研究进展

磁性纳米颗粒是一种多功能性材料,在医学、催化和磁记录材料等领域有着广泛的应用。本文综述了磁性氧化铁纳米颗粒的制备方法,包括共沉淀法、热分解法、微乳液法、水热合成法;改性途径,包括表面活性剂改性、有机聚合物包覆,和硅、碳、金等无机材料包覆的研究现状和最新研究成果,并对其以后的发展方向进行了展望。

巨磁致伸缩材料及应用研究进展

巨磁致伸缩材料是20世纪70年代发展起来的新型功能材料,具有应变大,能量转换效率高等优点,在功能转换、智能驱动、智能传感等高技术领域有重要应用。简要介绍了磁致伸缩及巨磁致伸缩材料的发展历史,从稀土巨磁致伸缩材料、非稀土巨磁致伸缩材料的合金化研究、制备技术和应用技术等方面综述了我国巨磁致伸缩材料的发展历程,介绍了我国的科研工作者在巨磁致伸缩材料研究领域所取得的重要研究成果,最后对巨磁致伸缩材料发展及应用进行了展望。

Mn_(1.3)Fe_(0.7-x)V_xP_(0.45)Si_(0.55)系列化合物的磁热效应

报道了用V替代Fe后,一级相变材料Mn1.3Fe0.7-xVxP0.45Si0.55(x=0,0.05,0.1,0.15)的结构、磁性和磁热效应.XRD的结果表明,该系列化合物均形成Fe2P型六角结构,空间群为P-62m;随着V含量的增加,该系列化合物的晶格常数和晶胞体积有明显的变化规律.磁性测量结果表明,随着温度的升高,化合物经历由铁磁到顺磁的一级相变过程,热滞无明显规律,在2.4K到3.2K之间波动,当V的含量为0.05时,化合物的热滞最小,为2.4K.随着V含量的增加,化合物的居里温度明显降低,但磁熵变的半峰宽随V含量的增加逐渐增大.在1.5T外磁场下,该系列化合物的最大磁熵变由x=0时的7.7J/(kg.K)迅速降低到x=0.15时的1.45J/(kg.K).这说明V替代Fe后,不利于磁热效应的增加,但是V的加入可以调节化合物的居里温度和热滞的大小,并且能够增加熵变的半峰宽值.

稠化剂含量对磁流变脂流变行为的影响

稠化剂含量是决定磁流变脂骨架结构强度的重要因素,对磁流变脂的实际应用具有较大的影响。实验制备了羰基铁粉质量百分数含量为30%、不同稠化剂含量的5种磁流变脂,考察了不同稠化剂含量对磁流变脂屈服应力、储能模量、损耗模量及磁流变效应的影响。结果表明,磁流变脂表现出剪切稀化的假塑性流体特征,不同稠化剂含量磁流变脂的屈服应力与磁场强度呈现出幂律关系,在适宜稠化剂含量时,幂律指数达到最佳值。提出评价磁流变脂的磁流变效应、交联结构体系强度和稳定性的参数指标,通过调节稠化剂的含量可改变非磁性骨架结构的密度,优化磁性部分对磁流变脂结构强度的贡献,改善磁流变脂的磁流变效应,拓宽磁流变脂的储能模量在磁场下的可控范围。

(La_(1-x)RE_x)_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3 (RE=Y, Sm, Eu, Tb; x=0.1～0.5)的晶体结构及磁性质研究

采用空气中固相反应烧结法制备了一系列钙钛矿结构的(La1-xREx)2/3Sr1/3MnO3(RE=Y,Sm,Eu,Tb;x=0.1～0.5)稀土锰氧化物多晶样品。X射线衍射(XRD)分析表明掺杂RE部分替代La以后,样品的晶体结构为正交结构,空间群为Pbnm。在室温(300K)和液氮温度(77K)下分别测试了样品的磁性质,发现磁性质的改变与RE的掺入量以及RE的离子半径有关。在掺Tb的样品中明显存在巨磁电阻效应,磁场为2T,温度为300和77K分别测得(La0.6Tb0.4)2/3Sr1/3MnO3和(La0.7Tb0.3)2/3Sr1/3MnO3的磁电阻(MR)为80%和85%。随着Tb掺杂量的增加,在不同的磁场下,样品电阻 温度关系曲线的峰均向高温方向移动。

La_(0.7-x)Sm_xSr_(0.3)MnO_3中的晶格效应

研究了La0 .7-xSmxSr0 .3MnO3(x =0 .0 0 ,0 .10 ,0 .2 0 ,0 .3 0 )体系的红外光谱 ,拉曼光谱 ,M T曲线 ,ESR曲线 ,ρ T曲线和MR T曲线。实验结果表明 :随着Sm掺入量的增加 ,体系从长程铁磁有序向自旋团簇玻璃态、反铁磁态转变 ,样品的居里温度下降 ,金属 绝缘体相变温度逐渐降低 ,对应的峰值电阻渐渐增大 ,磁电阻迅速增加 ,样品物理量发生的变化可以用晶格效应来解释。

冲击波作用下钕铁硼的动态特性研究

为了研究钕铁硼铁磁性材料在冲击波作用下的力学与磁学性质,利用一级轻气炮驱动飞片的方法对钕铁硼进行冲击加载实验,采用锰铜压阻传感器测量了钕铁硼内部不同位置的压力变化历程。给出了3~7 GPa压力范围内,钕铁硼的Hugoniot关系以及冲击波阵面上压力与温度的关系;计算了钕铁硼的Grüneisen状态方程参数;建立了飞片碰撞加载钕铁硼的计算模型,对钕铁硼的冲击响应进行了数值模拟计算,计算得到的压力峰值与实验测得的压力峰值基本相符。对冲击后的磁体进行了微观结构观测,分析了钕铁硼退磁机制。结果发现:冲击后磁体发生沿晶断裂,磁体晶界相的微观结构没有发生变化,沿晶断裂弱化了晶界相隔断主相之间交换耦合的作用。经冲击的磁体的矫顽力损失很大,从21.4 k Oe降至3.2 k Oe,在难磁化方向矫顽力只有1.2 k Oe,但难易磁化方向并未发生改变。

NdFeB系纳米复合永磁合金

以快淬NdFeB系为主的纳米双相复合稀土永磁合金是近几年正在研究和开发的一类新型永磁合金。详细介绍了这类合金的研究成果和进展,着重于合金成分、显微组织、磁性能和添加元素的影响等方面。讨论了这类合金的特点及其应用前景。

MnCo_(1-x)Ni_xGe化合物的磁热效应

在氩气保护下,用电弧熔炼法制备了MnCo1-xNixGe(x=0.05,0.1,0.15)系列化合物,用X线衍射和磁性测量研究了样品的晶体结构和磁熵变.结果表明:MnCo1-xNixGe系列化合物为TiNiSi型正交结构,空间群为Pnma,随着Ni含量的增加,居里温度由x=0.05时的330K降低到x=0.15时的322K;当x=0.05、外加磁场为1.5T时,化合物的最大磁熵变为1.86J/(kg.K);随着Ni含量的增加,该系列化合物的磁熵变略显降低趋势.

La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3掺杂RE(RE=Pr、Eu、Y、Tb)的结构、红外及磁学性质

采用空气中固相反应烧结法制备了一系列钙钛矿结构的(La1-xREx)2/3Sr1/3MnO3(RE=Pr、Eu、Y、Tb;x=0、0.3或0.4)掺杂稀土锰氧化物多晶样品。X射线衍射(XRD)分析表明随着RE离子半径的减小,样品XRD的衍射峰位置普遍向高角度偏移,2θ增大0.02～0.62°。扫描电镜(SEM)观测的结果表明掺杂RE离子的半径越小,形成多晶样品的晶粒越小,未掺杂RE的La2/3Sr1/3MnO3在所有的样品中晶粒最大。红外吸收光谱测量发现样品在599～629cm-1范围出现了吸收峰并且峰的位置随掺杂RE离子半径的减小而向低频方向偏移。样品的磁性质测量表明掺杂稀土离子的半径及磁矩对材料的磁电阻有明显影响。

水热法制备Fe_3O_4粒子及其形貌控制

以(C5H5)2Fe和FeCl2.4H2O为反应前驱物,沿着不同的化学反应路线,采用水热处理工艺制备出了球形、方形以及棒形的Fe3O4粒子.并使用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计为手段对粒子的结构、形貌以及室温磁性质进行了研究;同时对粒子的生长机理也进行了初步探讨.

CuFe_2O_4/海泡石磁性吸附剂的制备及性能

以硫酸铜、氯化铁为主要原料,采用化学共沉淀法制备CuFe2O4纳米磁性微粒,然后将其与海泡石复合制得CuFe2O4载量不同(质量分数,下同)的磁性海泡石。分别用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对样品的物相、形貌、磁学性能进行了表征。结果表明,合成的CuFe2O4结晶度高,晶粒度约为16nm,饱和磁化强度(Ms)为24.114A.m2/kg。磁性海泡石中,CuFe2O4较均匀地负载于海泡石表面,其饱和磁化强度(Ms)以及对Cu2+的饱和吸附量随CuFe2O4载量增加而增大。CuFe2O4载量为50%的磁性海泡石的饱和磁化强度(Ms)、剩余磁化强度(Mr)分别为13.416、0.0395A.m2/kg,矫顽力(Hci)为0.0113A/m,对Cu2+的饱和吸附量为17.82mg/g,磁分离回收率为96.4%。

铋层状化合物Sr_(0.3)Ba_(0.7)Bi_(4-x)La_xTi_4O_(15)陶瓷材料的介电性能

采用固相烧结工艺制备了铋层状化合物Sr0.3Ba0.7Bi4-xLaxTi4O15铁电陶瓷。X射线衍射证实:La含量很大的范围内(x=0～1)均形成了层状钙钛矿结构固熔体。Sr0.3Ba0.7Bi3.25La0.75Ti4O15粉料在低温下难以烧结,随着烧结温度的提高,Sr0.3Ba0.7Bi3.25La0.75Ti4O15陶瓷密度增加的同时,产生焦绿石相,但La的加入在一定程度上抑制焦绿石相的形成。Sr0.3Ba0.7Bi3.5La0.5Ti4O15陶瓷的介电常数峰在10kHz时较宽,在100Hz时,介电常数峰被随温度升高而逐渐增大的介电常数所"屏蔽",材料损耗角正切随温度升高而增大,在低频下增加得更快。

溶胶直接自蔓燃法制备NiZn铁氧体粉末研究

以柠檬酸铁或硝酸铁、硝酸锌、硝酸镍和柠檬酸为原料,利用溶胶直接自蔓延燃烧反应成功制备了尖晶石结构的NiZn铁氧体粉末.研究结果表明,溶胶直接自蔓延燃烧法形成的NiZn铁氧体粉末的颗粒尺寸总体较小,在含柠檬酸铁体系中晶粒平均尺寸仅为16～23nm,当柠檬酸量与金属盐总量的摩尔比为2时,形成的NiZn铁氧体粉末晶粒尺寸达最大.溶胶直接自蔓延燃烧法得到的NiZn铁氧体粉末的饱和磁化强度相对较小,约为10.54emu/g,矫顽力较大,约为412.5Oe .

高磁导率Mn -Zn铁氧体的磁性能依赖性研究

介绍利用化学共沉淀法制备高磁导率 (μi=6 0 0 0 - 10 5 0 0 )Mn -Zn铁氧体材料过程 ;通过在配方中控制ZnO的含量和在不同的平衡氧分压气氛中进行缓慢冷却 ,研究所制备的高磁导率Mn -Zn铁氧体的磁性能差异 ,并借助多元复合Mn -Zn铁氧体的固溶体模型和平衡氧分压理论分析 ,表明存在对磁性能的影响起关键作用的最佳Fe2 +和Fe3O4的含量 ;同时还分析了ZnO含量对Bs、Tc、Hc的影响和当ZnO >2 7mol%时的配方中 ,μi