NdFeB 永磁合金的晶粒相互作用及其对磁体硬磁性能的影响

综述了ＮｄＦｅＢ永磁材料中晶粒间的两种相互作用：长程静磁（偶极）相互作用和近邻晶粒的交换耦合作用，及它们对磁体的硬磁性能的影响；还介绍了研究这些相互作用的两种方法：理论模型计算和实验退磁曲线分析。最后介绍了纳米双相复合永磁材料中的晶粒交换耦合相互作用与材料硬磁性能的关系。

快淬纳米复合α-Fe/Pr_2Fe_(14)B薄带的硬磁性研究

通过熔体快淬法得到α Fe/Pr2 Fe1 4 B纳米双相磁体 ,研究了不同辊速快淬带的磁性能 ,找到最佳直接快淬辊速条件 ,并比较了直接快淬得到的样品和非晶薄带晶化后得到的样品的磁性能 ,发现直接快淬得到的样品的矫顽力和机械性能优于非晶晶化样品。

晶粒尺寸对软-硬磁性晶粒间交换耦合相互作用和有效各向异性的影响

以软磁性相α—Fe和硬磁性相Nd2Fe14B为例，研究了软、硬磁性晶粒间的交换耦合作用和有效各向异性随晶粒尺寸和软、硬磁性晶粒不同尺寸比例(Ds：Dh)的变化关系。当晶粒尺寸大于其铁磁交换长度时，晶粒的各向异性分为晶粒内部无交换耦合和晶粒表面有交换耦合部分，其各向异性常数为两部分的统计平均值。计算结果表明：软、硬磁性晶粒间的有效各向异性随晶粒尺寸的减小而下降，随软、硬磁性晶粒尺寸比值(Ds：Dh)的减小而增加。为使软、硬磁性晶粒间的有效各向异性常数Keff保持较高的值，应控制硬磁性晶粒大于30nm。软磁性晶粒在10nm左右。

晶粒尺寸对软-硬磁性晶粒间有效各向异性的影响

以软磁性相α-Fe和硬磁性相Nd_2Fe_(14)B为例,研究了软-硬磁性晶粒间的交换耦合相互作用和有效各向异性随晶粒尺寸和软、硬磁性晶粒尺寸比(D_s:D_h)的关系,软-硬磁性晶粒间的有效各向异性常数可以用软、硬磁性相的平均各向异性常数的统计平均值表示,当晶粒尺寸大于其铁磁交换长度时,晶粒分为有、无交换耦合两部分。无交换耦合部分的各向异性常数为通常的K_1,而耦合部分的各向异性常数随到晶粒表面的距离而变化,研究结果表明:软-硬磁性晶粒间的有效各向异性随晶粒尺寸的减小而下降,随着软、硬磁性晶粒尺寸比值(D_s:D_h)的减小而增加。为使软-硬磁性晶粒间的有效各向异性常数K_(eff)保持较高的值,应控制硬磁性晶粒大于35nm,软磁性晶粒尺寸为10nm左右。

日本国家材料科学研究院研制成功钕含量低硬磁性能高的磁性薄膜

由日本国家材料科学研究院Kazuhire Hono博士领衔的课题组合成了一种新型磁性化合物，其钕含量比目前流行的钕铁硼低。 这种新型磁性化合物化学式为NdFe12N，钕含量17％，而钕铁硼的钕含量为27％，但前者的内禀硬磁性能高于后者。

电镀硬磁性膜层

在一种含有钴、镍、羧酸、次磷酸钠和硫酸铵的溶液中电沉积可以获得硬磁性膜层，其电解液组成和工艺条件如下：Co^2+1.5-20g/L;Ni^2+0-10g/L；羧酸或其盐20－75g/L，次磷酸钠10－60g/L，硫酸铵20－100g/L,pH为7．1－8．5，电解液温度为40－95摄氏度，阴极电流密度为0．1－2．0A/dm^2，该硬磁性膜层主要用于计算机电子存贮器的镀覆，其优点是所制得的硬磁性膜层的厚度高达100um时，矫顽力与膜层厚度无关，并且适用于园柱形基体的选择性镀覆和无缺陷边缘的镀覆。

硬磁性Nd_(60)Al_(10)Fe_(20)Co_(10)大块金属玻璃的玻璃转变和晶化过程

采用动态力学热分析 (DMTA) ,示差扫描量热法 (DSC) ,X射线衍射 (XRD)和扫描电子显微镜 (SEM)考察了Nd60 Al10 Fe2 0 Co10 大块金属玻璃 (BMG)的玻璃转变 ,晶化过程及晶化过程对磁性能的影响规律 .结果表明用DMTA方法确定Nd60 Al10 Fe2 0 Co10BMG在 1 0K/s的升温速率下玻璃转变温度为 480K ,初始晶化温度为 5 88K .晶化过程为 :非晶→非晶 +亚稳FeNdAl新相→非晶 +初晶δ相→初晶δ相 +共晶δ相 +Nd3 Al+Nd3 Co .该体系合金具有硬磁性是由于合金中存在高度弛豫的非晶相 。

2∶17型快淬Sm-Fe-Cu-Si-C的硬磁性

研究了Ｓｍ２Ｆｅ１５Ｓｉ２Ｃ和Ｓｍ２Ｆｅ１４ＣｕＳｉ２Ｃ化合物的结构与磁性，测量了化合物的居里温度ＴＣ和饱和磁化强度Ｍｓ．通过对取向样品在磁场平行和垂直取向方向测量的磁化曲线的拟合得到了不同温度下化合物的磁晶各向异性场ＨＡ和各向异性常数Ｋ１和Ｋ２．实验结果表明，Ｃｕ的替代基本未进入２∶１７型单胞，而聚集于晶粒间界处形成了非磁性层，引起矫顽力的显著增加．最佳淬火条件下获得的Ｓｍ２Ｆｅ１４ＣｕＳｉ２Ｃ样品的室温矫顽力为１２４Ｔ。

硬磁性Nd_(60)Al_(10)Fe_(20)Co_(10)大块金属玻璃的磁畴结构

运用磁力显微镜对硬磁性 Ｎｄ６０Ａｌ１０Ｆｅ２０Ｃｏ１０大块金属玻璃（ＢＭＧ）的磁畴结构进行了研究．结果表明，制备态材料中存在黑白磁斑相邻的微磁结构，磁畴的平均尺度约为３６０ｎｍ．这种磁畴结构与Ｎｄ基ＢＭＧ的硬磁性是紧密相关的．由于ＢＭＧ中存在的短程有序原子团簇的尺度只有几纳米量级，因而磁力图上亚微米尺度的黑白磁斑是由大量的原子团簇在强烈的交换耦合作用下磁矩平行排列形成的．而完全晶化的材料则呈顺磁性，其磁力图上已无明显的磁反差，但仍分布着一些间距较大的平均尺度为９００ｎｍ的低矫顽力铁磁晶态相．

淬火速率和热处理对快淬Co_(84-x)B_xZr_(16)合金硬磁性的影响

Zr 含量为10at%左右的非晶态 Co-Zr 基合金,具有优异的软磁性能.然而,增加 Zr的含量,用快速急冷方法可制备成 Co-Zr 基新型永磁材料.快淬 Co_(100)-_xZr_x,合金的室温矫顽力可从 x=12时的80kA/m 增加到 x=18时的250kA/m.当 Zr 含量接近17at%时,Co-Zr 合金近似为单相,居里温度 T_0约785K,室温各向异性场 H_a=3.1T(Co_(82)Zr_(18)).在 Co-Zr 合金中,用适量的 B 替代 Zr 或 Co,都有利于矫顽力的提高.

铁磁隧道结中的硬磁性CoCr层

在磁性隧道结中,高自旋极化层通常被反铁磁层、人工反铁磁层系统或两者的组合偏置交换,而软磁层则可以自由旋转。迄今为止,人们对单层硬磁材料应用的研究很少,在本文中,我们介绍了具有硬磁性Co83Cr17层随道结的电磁学性质。软磁电极由单层Co或Co/Ni80Fe20双层组成,CoCr层的磁各向异性和矫顽场Hc取决于其厚度和底层的元素类型(Cu或Ta),并且其矫顽场Hc可以在50-7000e之间变化。研究发现,薄的Co覆盖层也会影响磁滞行为,此外,在450℃退火之后,仅仅进行很小的变化就可以保证在磁性隧道结中的材料应用具有很高的热稳定性。然而,对连接的隧道磁阻的测量显示,硬电极和软电极之间存在很强的磁耦合。

磁性薄膜材料剩磁分布与弯曲形式的关系探究

磁场驱动的智能软材料在软体机器人、生物医疗诊断、柔性电子等领域具有潜在的应用前景。软材料内部的磁场分布形式决定了材料的变形行为,而材料内部的剩磁分布由其充磁时的弯曲形式控制。该文探究了薄膜状硬磁性软材料内部剩磁分布与其充磁时弯曲形状之间的关系。通过对薄膜充磁时弯曲形式的控制,实现了对其内部剩磁分布的控制。为了验证关系式的合理性,基于力-磁耦合本构模型对几种不同充磁弯曲方式的薄膜的变形行为进行了数值模拟及实验验证。对实验结果和模拟结果进行对比发现两者吻合较好,证明了所给出的两者之间关系式的合理性。

磁性硬质双层及SMT硬质6层印刷电路板的精密修复

扼要地介绍了严重烧损的磁性硬质双层印刷电路及SMT硬质6层印刷电路PLCC与COT重叠的精密修复技术,并由此而取得的显著经济效益,可为我国众多电子计算机印刷电路板的维修提供借鉴。

垂直取向硬/软磁性多层膜反磁化成核场的微磁学模拟

以垂直取向硬/软磁性多层膜系统为对象,考虑形状各向异性能,利用微磁学方法分析得到一致转动与非一致转动模型反磁化成核场的解析公式。比较不同情况下两种模型的成核场随磁层厚度的变化。对两个模型,成核场都随软磁层厚度Ls增大而降低、硬磁层厚度Lh增大而增高。硬磁层厚度对一致转动模型成核场Co NH始终有着显著的影响;但对非一致转动模型,只有当小于其磁畴壁厚度时,成核场in NH才出现明显的变化。比较两种模型下的成核场,发现非一致转动成核场总是小于一致转动成核场。由此可知,复合磁性多层膜的成核模型以非一致转动为主。

Nd_(60)Fe_(20)Al_(10-x)Co_(10)B_x非晶合金的结构、磁性能和晶化行为的研究

采用示差扫描量热法(DSC),X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究了Nd60Fe20Al10-xCo10Bx(x=0,2,5)大块非晶合金的结构、磁性能和晶化行为.结果表明:Nd60Fe20Al10-xCo10Bx非晶合金在晶化前既没有发生玻璃转变也没有过冷液相区;Nd60Fe20Al10Co10合金的DSC曲线上在360℃～475℃之间有1个宽的放热峰,加入2 at%～5 at%的B后该放热峰消失.铸态Nd60Fe20Al10-xCo10Bx(x=0,2,5)大块非晶合金在室温具有硬磁性.随B含量的增加,合金的内禀矫顽力显著增加,而饱和磁化强度和剩磁则有所下降.B的加入使Nd60Fe20Al10Co10合金的晶化行为发生明显变化.

正交实验法优选电沉积Co-Pt-W磁性薄膜制备工艺

利用正交设计L_(25)(5~6)安排实验,分别以矫顽力和磁滞回线的方形度为考察指标,通过极差分析和方差分析优化Co-Pt-W磁性薄膜电沉积制备工艺,结合工业生产的实际需求,得到Na_2WO_4·2H_2O及(NH_4)_2C_6H_6O_7浓度分别为0．08L、0．198mol/L,电流密度为5mA/cm^2,温度为60℃的制备条件为最佳组合。在此条件下制备了Co-Pt-W薄膜样品,并对其磁性能进行验证,对结构和形貌进行了测量。结果表明hcp结构有利于电沉积Co-Pt-W薄膜的硬磁性能。

纳米晶Fe_5C_2α-Fe双相复合材料结构与磁性的研究

用机械合金化方法制备了具有单斜晶体结构的纳米晶、硬磁性、单相Fe5C2化合物粉末和软磁性好的纳米晶Fe55Ni45(f.c.c)过饱和固溶体粉末及纯α-Fe(b.c.c)超细粉末。并将上述硬磁和软磁粉末按一定的原子百分比混合后继续球磨10h,生成Fe5C2α-Fe双相结构的复合材料。发现制备态复相材料的饱和磁化强度Ms高于制备态单相Fe5C2,而矫顽力Hc比制备态Fe5C2略低。当样品在相变温度以下进行低真空退火后其磁性得到更大提高。发现400°C真空退火后,成分为(Fe5C2)94(Fe55Ni45)6的复相样品,其饱和磁化强度Ms和矫顽力Hc比制备态单相Fe5C2样品分别高出37%和48%,比退火态单相Fe5C2样品分别高出18%和12%。实验证实纳米晶Fe5C2α-Fe双相复合材料具有较优的综合硬磁性,有望成为一种新的磁记录介质,并对这一实验结果进行了讨论。

(Nd0.7 Pr0.3)60-x Fe30 Al10 Dyx(x=0,1,2)大块非晶合金磁性能及矫顽力机理的研究

采用铜模吸铸法制备了(Nd0.7Pr0.3)60-x Fe30Al10Dy x(x=0,1,2)大块非晶合金,利用振动样品磁强计(VSM)研究了该合金室温下的磁性能、不可逆磁化率、铁磁交换耦合作用及不同温度下矫顽力与温度之间的关系。结果表明,这几种合金室温下均呈现出较好的硬磁性,随着Dy元素的添加,合金的饱和磁化强度和剩余磁化强度略有变化,内禀矫顽力明显增大。合金中均存在着明显的铁磁交换耦合作用,同时,矫顽力与温度之间的关系符合Gaunt的强钉扎模型,合金的硬磁性可能是这两种机制的共同作用产生的。