SmFe_(12)基永磁合金研究进展

ThMn_(12)型SmFe_(12)基永磁材料因具有超过Nd2Fe14B系合金的内禀磁特性而备受关注,被认为是极具潜力的新一代稀土永磁材料。从单一1:12型相合金制备、内禀磁特性、制备工艺等几个方面梳理了SmFe_(12)基永磁材料的研究进展。目前,SmFe_(12)基永磁材料的磁性能仍未达到可实用化的水平,通过对ThMn_(12)型相的形成和稳定机制、磁化及反磁化行为及其与软磁性相的交换耦合作用机制的深入研究,进一步降低非磁性1:12相稳定元素添加量并实现全密度各向异性SmFe_(12)基永磁材料制备。

(Nd_(0.8)La_(0.2))_(1-x)Fe_(12)Co_(2)B(x=0~0.4)永磁合金磁性能与微结构的研究

目的:通过降低稀土含量来研究(Nd_(0.8)La_(0.2))_(1-x)Fe_(12)Co_(2)B合金的磁性能和微结构变化规律,获得高性能高丰度磁体的制备方法。方法:采用直接快淬法制备了不同稀土含量的(Nd_(0.8)La_(0.2))_(1-x)Fe_(12)Co_(2)B(x=0~0.4)纳米晶薄带合金,研究了稀土含量对合金样品磁性能、磁化行为和微结构的影响。结果:随稀土含量的降低,合金中软磁相α-Fe的相对含量可以得到有效控制;(Nd_(0.8)La_(0.2))_(1-x)Fe_(12)Co_(2)B合金在x=0.2时,获得了最佳的磁性能:H_(cj)=7.70 kOe,B_(r)=10.77 kG,和(BH)_(max)=16.1 MGOe。结论:通过M_(d)(H)/M_(r)(∞)与M_(r)(H)/M_(r)(∞)的关系曲线分析了不同合金样品的磁化反转特性,得出合金的矫顽力机理均为成核机制。

Si掺杂Pr_(0.5)Sr_(0.5)MnO_(3)体系的磁性和磁热性能研究

目的:研究了非金属元素Si掺杂对Pr_(0.5)Sr_(0.5)MnO_(3)(x=0.00、0.05、0.10)体系样品的结构、磁性能和磁热效应的影响。方法:通过传统固相烧结法制备了钙钛矿锰氧化物系列样品,利用粉末X射线衍射仪对样品的结构进行了表征,通过综合物性测量系统测量了样品的磁性和磁热性能。结果:随着Si的掺杂浓度的增大,样品在室温下呈正交结构,样品的居里温度(Curie temperature,T_(C))从294 K增大到305 K,样品的磁熵变(magnetic entropy change,-ΔS_(M))在外加磁场为5 T时从3.09 J/(kg·K)增大到3.70 J/(kg·K),根据Bonilla准则确定样品由一级相变转变为二级相变,相对制冷效率(relative cooling power,RCP)的值在x=0.05时,达到最大为69.2 J/kg。结论:Si的掺杂使得样品居里温度提高至室温附近,并且磁热性能也得到了增强,使得Pr_(0.5)Sr_(0.5)MnO_(3)成为良好的潜在制冷工质。

钙钛矿La_(0.67)Ca_(0.33)Ti_(0.01)Mn_(0.99)O_3的磁致冷性能研究

利用固相烧结的方法制备了La0.67Ca0.33Ti0.01Mn0.99O3磁致冷材料。室温XRD分析表明该材料主要由主相的正交钙钛矿结构锰氧化物和少量La2O3杂相构成。利用VSM测量了样品在磁场下随温度变化的磁化曲线(M-T曲线)和居里温度附近的等温磁化曲线(M-H曲线),通过M-H曲线的一阶导数可得到样品的居里温度Tc(139 K),从不同温度的等温磁化曲线(M-H)计算得到材料在1.5 T下的最大磁熵变ΔSM=0.8 J.(kg.K)-1,由M2-H/M的Arrott曲线表明La0.67 Ca0.33 Ti0.01 Mn0.99 O3相变类型属于二级相变。由于二级相变不伴随晶格体积的变化和潜热的释放,仅是磁性材料磁畴从无序-有序的连续变化,所以二级相变的磁熵变可能较小,但是由于它是个连续的变化过程,发生相变的温区较大,造成的损耗较小。Ti4+离子的掺杂取代的是原有晶格中Mn4+离子(B位)的位置,两者之间不同的离子半径使得晶格发生Jahn-Teller畸变,同时降低了Mn4+的浓度,使得Mn4+与Mn3+离子之间的双交换作用减弱,铁磁耦合作用减小,导致居里温度降低。该材料体系由于二级相变的温度区间较大,表明材料潜在的致冷能力较强,因此具有较好的应用前景。

少量镧掺杂纳米晶铁磁薄膜的磁电性能(英文)

镍锌软磁铁氧体由于其高的电阻率和低损耗,成为了在高频领域应用最广泛的软磁材料。本论文使用溶胶凝胶法制备了纳米多晶铁氧体薄膜Ni_(0.5)Zn_(0.4)Cu_(0.1)Fe_(2-x)La_xO_3(x=0~0.05)。分别通过利用X射线衍射仪,振动样品磁强计和阻抗分析仪对样品的微结构和磁电性能进行了研究。结果表明样品的饱和磁化强度和矫顽力随着镧含量的增大逐步的减小。另外,我们分析了样品不同频率下的真实磁导率和不同镧浓度下的有用磁导率。由于镧掺杂导致的磁稀释和不纯相的影响,使得样品的真实磁导率呈现先增大后减小的变化趋势。

Tb和Zr掺杂烧结NdFeB永磁体矫顽力的研究

利用X射线衍射分析(XRD)和BH测试仪分别研究了元素Tb、Zr的添加对HD法制备NdFeB永磁体的微结构及磁性能的影响规律。微结构研究表明,元素Tb、Zr添加前后的磁体都主要由四方相Nd2Fe14B(P42/mnm)和微量的富Nd相构成;但Tb和Zr的添加明显改变了永磁体的取向特性和磁性能;采用HORTA法计算表明,Tb和Zr的添加虽然都使永磁体的(004)、(006)、(008)极密度因子减小,但是室温下磁性能测试表明,Zr的添加降低了磁体的矫顽力,而Tb添加后永磁体的矫顽力有了明显的提升,从2038 kA/m提升到2302 kA/m;Kronmüller-Plot关系曲线表明,3种合金的矫顽力机理均为磁畴成核反转机制。

贫稀土Pr_(4.5)Fe_(77)B_(18.5)非晶合金晶化动力学研究

利用X射线衍射分析仪、透射电镜、振动样品磁强计和差示扫描量热仪研究贫稀土非晶Pr4.5Fe77B18.5合金中Fe3B/Pr2Fe14B复合纳米晶的晶体结构、磁性能及其晶化动力学。结果表明,经650℃晶化退火处理后,Pr4.5Fe77B18.5合金的晶化相主要由软磁相Fe3B和硬磁相Pr2Fe14B组成,而且退火后复合纳米晶磁体晶粒细小、分布均匀,磁滞回线呈现单一的硬磁特征,表明其具有较强的交换耦合作用。晶化动力学研究表明,软磁相Fe3B易成核、难生长和Pr2Fe14B相的难成核易生长的晶化行为是Fe3B/Pr2Fe14B复合纳米磁体具有较好磁耦合性能的根本原因。

纳米复合α-Fe/Pr_2Fe_(14)B磁体的磁化机理

利用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)分别研究了Zr添加对快淬法制备的α-Fe/Pr2Fe14B纳米复合材料的微结构和磁性能的影响规律。通过测量样品的退磁曲线和回复曲线,分析了样品的磁化行为及其交换耦合作用机制。磁性能测试结果表明,当添加1 at%Zr时,磁性能明显得到提升,尤其是矫顽力从470.7 kA/m提升到793.2 kA/m,磁能积从66.8 kJ/m3提高到90.8kJ/m3。回复曲线研究表明,当α-Fe/Pr2Fe14B合金在外磁场的作用下时,1 at%Zr添加的合金具有最小的磁能量损失。

不同元素掺杂的钕铁硼烧结磁体的耐腐蚀性和矫顽力(英文)

制备6种不同元素掺杂的钕铁硼烧结磁体米研究抗腐蚀性能和矫顽力的影响,极化曲线利扫描电镜表明掺杂化学电动势高于钕元素的金属并不一定能提高抗腐蚀性能,此外,小体积的富钕相,均匀的晶粒尺寸和富钕相分布有利于提高抗腐蚀性能。结合退磁曲线可分析得到掺杂铽元素的电流密度为6.399μA.cm^(-2),显示了最佳的抗腐性能并具有最大的矫顽力2303 kA·m^(-1),Kronmtlller-Plot曲线说明α_k参数在提高矫顽力性能方面具有更大的作用而减小N_(eff)参数在降低矫顽力方面具有更大的作用。

溶胶凝胶法制备钡铁氧体BaFexO19(x=1113)磁性能(英文)

采用柠檬酸盐溶胶凝胶法制成了六角晶系钡铁氧体BaFe_rO_(19)(x=11~13)。经过烘干、自燃和烧结反应后形成了钡铁氧体。X射线衍射和振动样品磁强计(VSM)表明,钡铁离子的比例利烧结温度对铁氧体的相组成和磁性能具有重要影响。钡铁氧体的剩磁M_s和矫顽力H_c随着烧结温度的升高增大后减小。样品最佳的饱和磁化强度Ms=32.143(A·m^2)/kg和最大的矫顽力H_c=5301×80 A/m分别在1173K和1273 K得到。另外随着钡铁离子比例的减小,矫顽力和剩磁变化的逐渐趋势平缓。

采用溶胶凝胶法制备的BaFe12O19/Ni0.4Zn0.5Cu0.1Fe2O14高剩磁纳米复合颗粒(英文)

以溶胶凝胶制备的Ni_(0.4)Zn_(0.5)Cu_(0.1)Fe_(12)O_(14)纳米颗粒为软磁相和BaFe_(12)_(19)为硬磁相作为原料,以摩尔比从1:0.7到1:1.4,通过热处理后得到BaFe_(12)_(19)/Ni_(0.4)Zn_(0.5)Cu_(0.1)Fe_(12)O_(14)的纳米颗粒,经XRD炭征后,得到退火后的纳米颗粒呈现高结晶度颗粒直径大概在35 nm左右。振动样品磁强计表明摩尔比为1:1的BaFe_(12)_(19)/Ni_(0.4)Zn_(0.5)Cu_(0.1)Fe_(12)O_(14)纳米颗粒拥有高的矫顽力H_c=3761X79.6 A/m和剩余磁化强度M_r=55.1 A.m^2/kg。样品平滑的磁滞回线显示了热处理后充分发生交换耦合现象。以二结果能说明热处理后的BaFe_(12)_(19)和Ni_(0.4)Zn_(0.5)Cu_(0.1)Fe_(12)O_(14)能被用米制备具有最佳磁化性能的纳米复合颗粒。