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。

Nb对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的影响

添加Nb可提高(Nd0.9Dy0.1)9.5Fe79Co5B6.5(原子百分数,下同)合金的非晶形成能力和快淬薄带的晶化温度,经过710℃晶化处理4min后,快淬薄带的晶粒细小均匀,从而显著提高了快淬薄带的磁性能。三维原子探针(Three-DimensionalAtomProbe,简称3DAP)分析结果表明,含Nb快淬薄带晶化后,在晶界形成了Nb-Fe-B偏聚物,抑制了晶粒长大,细化了晶粒,进而使晶粒间交换耦合作用增强,提高了合金的磁性能。

纳米复合永磁材料晶粒择优取向的研究

利用熔体快淬技术制备了(Nd11.4Fe82.9B5.7)0.99M1(其中M=Zr,Nb,Ga,Zr+Ga,Nb+Ga)快淬带。发现Ga元素的添加对Nd2Fe14B相晶粒的c轴垂直于带面取向是有利的。复合添加Zr+Ga或Nb+Ga可获得较好的磁性能,并且进一步提高了快淬带晶粒的择优取向。取向度随厚度改变发生明显的变化,当带厚约为120μm时取向度最高。热处理可使淬带织构度增加,但导致晶粒粗化。利用深冷技术对纳米晶复合快淬带进行超低温处理。发现深冷处理有利于快淬带织构度的增强,且晶粒尺寸几乎不变。

快淬速度对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料结构和磁性能的影响

利用熔体快淬法制备了(Nd0·9Dy0·1)9(Fe0·9Co0·1)85·5B5·5快淬薄带,研究了快淬速度对晶化过程、晶化后薄带的结构及磁性能的影响。研究发现,快淬速度不同,薄带的非晶程度不同,晶化过程存在很大差异;在快淬速度为12m/s时,快淬薄带中已存在一定的晶态相,晶化后的晶粒细小均匀,磁性能较高;而当快淬速度达到18m/s和25m/s时,合金晶化后的晶粒粗大且不均匀,磁性能较低。

NdFeB纳米晶双相复合永磁材料研究进展

NdFeB纳米晶双相复合永磁材料 ,由于其潜在的优异磁性能和商业价值 ,成为当今材料领域研究的热点。本文就近年来NdFeB纳米晶双相复合永磁材料的发展状况 ,从该类合金的交换耦合作用、分类以及提高磁性能的方法三个方面为重点 。

高性能Nd-Fe-B复合永磁材料微磁结构与矫顽力机制

概述了近年来有关高性能Nd-Fe-B复合永磁材料矫顽力机制的研究进展,研究了工艺过程对矫顽力的影响机制和所适应的理论模型,重点探讨了双主相合金技术制备的高性能永磁材料的微结构特征与矫顽力的关系,尝试解释了双主相合金技术制备的高性能永磁材料的矫顽力机制。由传统的单合金或双合金工艺制备磁体的矫顽力机制可用发动场理论解释,且与实际相符较好。探讨了热压/热流变磁体各向异性的形成,展示了热退磁过程中烧结和热压/热流变磁体畴结构的演变规律。制备出最大磁能积约为424 kJ/m3的各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体,研究表明,各向异性的产生主要源于再结晶过程中晶粒的择优生长和通过边界液相所促进的晶粒滑移和旋转。揭示出高性能各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体的典型磁畴结构是一种交换耦合畴。交换耦合畴的温度依赖关系是影响磁体使用温度的主要因素。

纳米复合永磁材料中软硬磁性相间交换耦合作用的表征

软硬磁性相间的交换耦合作用对纳米复合永磁材料的性能有重要的影响。介绍了目前几种常用的表征软硬磁性相间交换耦合作用强弱的方法,并相应地给出了一些典型的测量结果。

纳米晶复合永磁材料在微结构与制备工艺上的设计

介绍了Skomski和Coey等人提出的各向异性纳米晶复合永磁体的理想模型,对比分析了当前制备工艺得到的纳米晶复合永磁材料与该模型的差异,并因此在微结构和制备工艺设计上提出了一些思路,以期充分发挥该材料诱人的高性能。

深冷处理对纳米复合永磁材料织构度和磁性能的影响

利用熔体快淬技术制备了(N d11.4F e82.9B5.7)0.99Z r1,(N d11.4F e82.9B5.7)0.99G a1和P r8F e87B5快淬带。利用深冷技术对纳米晶复合快淬带进行超低温处理。研究了深冷处理对纳米复合永磁材料织构度和磁性能的影响。结果表明深冷处理有助于快淬带织构度的增强,使快淬样品的饱和磁化强度Ms发生变化,矫顽力Hci变化不大。经深冷处理后P r8F e87B5样品最佳(BH)m ax达到187.9kJ.m-3。

NdFeB系纳米双相复合永磁材料研究现状及发展趋势

介绍了纳米双相复合永磁材料的研究新进展。讨论了合金成分、添加微量元素以及制备工艺对磁性材料微观结构和磁性能的影响,同时说明了磁交换耦合作用对纳米复合永磁材料磁性能的影响.

溶胶-凝胶法制备纳米复合永磁材料及其磁性(英文)

用溶胶-凝胶方法制备了一种新型纳米复合永磁材料。XRD及SEM表明,由于这种材料的软磁相与硬磁相具有30nm左右尺寸而发生强烈的交换耦合作用,导致该种新材料具有优异的磁性能。

快淬纳米复合永磁材料组织结构的不均匀性及其对磁性能的影响

纳米复合永磁村料的磁性强烈地依赖于其组织结构,而以单辊快淬法制造,其组织结构不均匀性却难以避免.研究了Pr_8Fe_(86)B_6合金在不同快淬速度下制取的薄带在厚度方向上的组织结构变化及其对磁性能的影响.研究结果表明,在6 m/s≤v≤18 m/s的范围内,随辊面线速度v的降低,快淬带的厚度增加,晶粒长大,辊面与自由面晶粒尺寸之差迅速增大;当辊速om/s≤v≤10 m/s时,快淬带自由面的Pr_2Fe_(14)B相晶粒沿C轴择优取向,但材料的磁性并不高,也未呈现出明显的各向异性;在18 m/s<v≤34 m/s的范围内,随辊速的提高,快淬带的非晶化趋势增大,当v=34 m/s时,快淬带完全由非晶相组成.材料的磁性能随辊速的增加先上升后下降,在18 m/s处出现峰值,磁能积达到166.4 kJ/m^3,表明由分布均匀,小尺寸晶粒(30 nm左右)构成的纳米复合永磁材料具有高的磁性能.

纳米复合永磁材料的研究进展

纳米复合永磁材料兼具硬磁性相的高矫顽力和软磁性相的高饱和磁化强度,磁性能优异。本文综述了纳米复合永磁材料的磁性相晶粒间的交换耦合作用、矫顽力机制、微磁学模拟等理论方面的研究进展,同时论述了成分、添加元素、制备工艺对材料微观结构和磁性能的影响,着重介绍了最有应用价值的快淬法磁粉制备工艺。

成份及组织结构对Pr_2Fe_(14)B/α-Fe纳米晶复合永磁材料晶粒间相互作用的影响

通过测量晶粒间相互作用强度δM(H)的变化研究了Fe,B含量及组织结构对Pr_xFe_(94-x)B_6(x=12,10.44,9,8),Pr_8Fe_(92-x)B_x(X=6,10,14)纳米复合永磁合金晶粒间相互作用的影响。结果表明:Fe含量增加,使晶粒间的相互作用增强;晶粒小、尺寸接近且紧密接触,有利于产生强烈的交换耦合作用;B含量增大导致合金中在晶界处析出Pr_(1.1)Fe_4B_4相,从而使晶粒间的相互作用明显减弱.

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米晶复合永磁材料的中子衍射结构分析及磁性研究

用真空快淬法制备Nd12Fe84B6非晶态薄带,经700℃真空退火处理,获得Nd2Fe14B/α Fe双相纳米晶复合永磁材料。用中子衍射的方法对两种不同退火时间的样品进行室温相结构分析,并根据尺寸效应引起的衍射线展宽得到了晶粒的平均尺寸。研究结果表明:对退火时间为20min和90min的样品,Nd2Fe14B硬磁性相的平均晶粒大小分别为52.1nm和55.3nm,α Fe软磁性相的平均晶粒大小分别为61.5nm和66.2nm;软、硬磁性相的晶粒大小几乎没有变化。随着退火时间的增加,Nd2Fe14B硬磁性相的体积分数增加,而α Fe软磁性相的体积分数则减少。磁性测量及剩磁分析表明:90min的样品磁性能优于20min的样品,90min样品软、硬磁性相晶粒之间的交换耦合作用>20min的样品。

纳米晶复合永磁材料（一）

纳米晶复合交换耦合永磁材料是近几年来发展起来的一类新型永磁材料。这类永磁材料磁能积的理论值可达１０５Ｊ／ｍ３，称为“兆焦耳磁体”（Ｍｅｇａｊａｕｌｅｍａｇｎｅｔｓ）。它是当前永磁材料的发展方向。本文综述了这类永磁材料的发展背景；主要特征；理论模型，包括一维模型、二维、三维非取向模型和三维取向模型；概述这类永磁材料目前的研究现状和展望。

Pr和Co的添加对NdFeB纳米复合永磁材料磁性能的影响

针对NdFeB纳米复合永磁材料的磁性能,特别是矫顽力偏低的现状,采用熔体快淬法制备了Nd5Pr3Fe80Co8B4纳米复合永磁材料.研究了Pr和Co的添加对NdFeB纳米复合永磁材料的磁性能的影响.结果表明,Pr的添加可提高材料的各向异性场,提高矫顽力,但是Pr元素的添加使材料的居里温度降低,因此添加量不宜过多.复合添加Co元素不仅可提高材料的各向异性和矫顽力,而且可弥补只添加Pr元素降低材料居里温度的缺陷,使居里温度提高.复合添加Co以后的Nd5Pr3Fe80Co8B4样品的硬磁性相居里温度提高到了600℃.

纳米晶复合永磁材料研究进展

综述了近年来纳米晶双相复合永磁材料的发展状况,重点从该类合金的矫顽力理论和提高磁性能的方法两个方面作简要的评述。

纳米晶复合永磁材料各向异性的研究进展

具有优良磁性能的各向异性R-Fe-B(R:稀土元素)粘结磁体受到广泛的关注,使用各向异性熔体快淬带制备各向异性粘结磁体工艺较为简单。本文介绍了熔体快淬带织构的形成机理和研究进展,着重于微观结构、添加元素以及处理工艺的影响。

纳米晶复合永磁材料的结构控制和性能研究

纳米晶复合永磁材料因具有潜在的高磁能积，是颇具发展前途的下一代永磁材料。微结构控制是其获得高磁能积的关键。总结和评述了作者课题组在纳米晶复合永磁材料微结构控制研究方面的主要结果。Nd—Fe-B非晶合金相变动力学研究结果表明，α-Fe软磁相晶粒尺寸粗大（20～100nm）且不均匀的物理根源是它的成核激活能（En）高和生长激活能（Eg）低，即软磁纳米晶难成核却易生长（Eg／En〈1）；软、硬磁纳米晶的生长主要依靠热空位协助原子的扩散来完成，Fe原子的扩散控制着α-Fe纳米晶的生长。室温严重塑性变形可有效地控制软、硬磁纳米晶的尺寸（10～20nm），抑制亚稳相的形成，并获得高体积分数（〉30％）的软磁相。温度梯度、高压和高应力热变形能促进永磁相Nd2Fe14B纳米晶的易轴对中（取向），获得各向异性纳米晶永磁材料。调控软、硬磁纳米晶的界面结构和化学可以促进纳米晶问磁交换耦合的增强和磁体矫顽力的提高。