单相纳米永磁体剩磁的一个普适公式

利用微磁学方法,对解析模型进行适当改进,推导总结出单相纳米永磁材料剩磁的一个普适公式Mr=a+b/L,其中a=Ms/2,b=cWMs,Mr、Ms、W、L分别为剩余磁化强度、饱和磁化强度、畴壁宽度和晶粒线度,c是一无量纲常数.通过拟合实验数据得到公式中a、b值,从而得到单相纳米永磁材料剩磁、剩磁增强效应.

Fe_(25)Co_(25)Pt_(25)B_(25)高熵纳米复相永磁体的组织结构与磁性能

采用液态急冷法制备了高熵Fe_(25)Co_(25)Pt_(25)B_(25)合金,研究了其热处理前后的组织结构及磁性能。结果表明:Fe_(25)Co_(25)Pt_(25)B_(25)高熵合金具有较高的非晶形成能力,液态急冷合金形成了非晶态结构,表现出软磁特性。Fe_(25)Co_(25)Pt_(25)B_(25)高熵非晶合金热处理结晶化过程为:非晶相→非晶相+fcc-(Fe,Co)Pt相→非晶相+fcc-(Fe,Co)Pt+L1_(0)-(Fe,Co)Pt+(Fe,Co)2B相→非晶相+L1_(0)-(Fe,Co)Pt+(Fe,Co)2B相→L1_(0)-(Fe,Co)Pt+(Fe,Co)2B相。经843 K热处理900 s后,Fe_(25)Co_(25)Pt_(25)B_(25)合金形成了由有序面心四方结构的永磁L1_(0)-(Fe,Co)Pt相和软磁(Fe,Co)2B相组成的纳米复相组织,平均晶粒尺寸约为19 nm,表现出纳米复相永磁体特性,其矫顽力(iHc)、剩磁(Br)、剩磁比(Mr/Ms)和磁能积((BH)_(max))分别为946.8 kA·m^(-1)、0.46 T、0.78和40.9 kJ·m^(-3)。其超大iHc主要是高熵化使L10相的c/a增大导致磁晶各向异性增大的结果。

热压/热变形Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米双相永磁体的研究

为了制备各向异性块状Nd2 Fe14 B/α -Fe纳米双相永磁体 ,研究了热压 /热变形工艺参数与样品微观组织结构、磁性能之间的关系。结果表明 ,饱和磁化强度Js 随模压温度的升高而提高 ;而剩磁Jr、内禀矫顽力Hcj和最大磁能积 (BH) max 开始都随模压温度的升高而上升 ,但超过一定温度后反而降低 ;同时提高热压压力会使磁性能增加 ,而热变形温度对磁性能影响很小。热变形后样品垂直于压力方向的磁性能略高于平行于压力方向 ,呈现出轻微的各向异性。Nd2 Fe14 B/α -Fe纳米双相永磁材料在热压 /热变形后没有产生晶粒的择优长大 。

3种相分布模型中纳米复合永磁体矫顽力与晶粒尺寸的关系

建立了3种物理模型,研究了纳米复合永磁材料中晶粒尺寸、两相分布及体积分数与矫顽力间的变化关系.计算结果表明:不同的两相分布导致晶粒接触界面分数变化,从而引起晶间交换耦合作用的涨落;相分布影响纳米复合永磁体矫顽力的大小,但没有改变其随晶粒尺寸变化的关系;设计理想的相分布并且适当控制晶粒尺寸,是实现纳米复合永磁材料高矫顽力的可能途径.

Co/Nb复合添加对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米晶双相复合永磁体的影响

通过复合添加,采用熔体快淬法制备Nd8Fe82Co3Nb1B6纳米晶双相复合永磁体,研究了Co,Nb对合金微观组织及磁性能的影响。结果表明,合金元素Co/Nb的复合添加,可降低剩磁和矫顽力的温度系数,增强软、硬磁相的高温稳定性;其次,提高合金的非晶形成能力,在合金的晶化退火处理中促进晶粒细化,改善显微组织,增加两相晶粒间的铁磁交换耦合作用,有利于合金综合磁性能的提高,其最佳磁性能为Br=1.14 T,Hcj=320 kA.m-1,(BH)max=109.3 kJ.m-3。

放电等离子烧结Fe_3B/(Pr,Tb)_2Fe_(14)B块体纳米晶双相复合永磁体的性能

采用放电等离子烧结技术将非晶Pr4.2Tb0.3Fe78B17.5薄带制备成块状纳米晶复合磁体。研究了烧结条件对磁体密度、微观结构和磁性能的影响。结果表明,烧结温度的升高可使磁体得到高致密度,但同时由于其晶粒长大,结果导致磁性能的恶化。在最佳烧结条件下得到磁体的磁性能为Br=1.02T,JHc=220kA/m。磁体具有较好的微观结构,平均晶粒尺寸为20nm。

A(副相)/Nd_2Fe_(14)B(主相)系列双相纳米晶复合永磁体的研究

介绍了双相纳米晶ＮｄＦｅＢ复合永磁材料的设计与制备工艺，以及它的最新研究进展和研究方向．

晶化工艺对纳米复合永磁体组织和磁性能的影响

本文就晶化工艺对纳米双相复合永磁体的组织和磁性能的影响的研究进展做一综述,探讨了等温退火条件对纳米双相复合永磁体显微组织和磁性能的影响规律,发现传统的等温退火工艺对纳米复合永磁体的进一步发展具有较大的局限性,提出了几种新的制备纳米双相复合永磁体的晶化工艺。

热压/热变形纳米复合永磁体的制备和磁性能的研究

研究了热压热变形纳米复合永磁体制备的新工艺,探讨了制备高性能高各向异性块状纳米复合永磁体的新方法。以晶态纳米复合永磁粉末为原料,研究了热压热变形工艺参数与磁体密度和磁性能的关系。实验中制备出的热压热变形磁体的密度高达7.508g·cm-3,磁体的磁能积为61kJ·m-3。实验表明,温度是影响热压热变形磁体性能的重要因素。磁体在平行于压力方向的磁性能稍高于垂直于压力方向的磁性能,体现出微弱的各向异性。

纳米硬磁相耦合永磁体的有效各向异性与矫顽力

通过建立球状晶粒模型,研究了纳米硬磁相晶粒之间的交换耦合相互作用对晶粒有效各向异性和矫顽力的影响,结果表明随着晶粒直径的减小,晶粒之间的交换耦合相互作用将随之增强,而材料的有效各向异性和矫顽力将逐渐下降。为了保证材料具有较高的各向异性和矫顽力,晶粒的直径应该大于20nm。同时,通过与实验数据的拟合,得到了矫顽力的最佳计算公式(Hc=0.32×2Keff/Js)。

纳米复合稀土永磁体Pr_(9-x)Dy_xFe_(84.4-y)Co_yGa_1Mn_(0.6)B_5(x=0,1,y=0,8)的反磁化行为和磁粘滞性

用电弧熔炼法制备了Pr9Fe84.4 B5Mn0.6 Ga1和Pr8Dy1Fe76.4 Co8B5Mn0.6 Ga1合金铸锭,然后利用熔体快淬法获得相应的薄带样品.分析了起始磁化,反磁化过程及样品的磁粘滞性,结果表明,两样品在室温下表现为单一硬磁相磁化行为,在低温下表现为双相行为.Co和Dy的联合添加使软磁相的晶粒尺寸减小,而晶粒间交换耦合作用增强,样品的形核场增大.磁粘滞性研究表明,Co和Dy联合掺杂的样品磁粘滞系数的增大是由软磁晶粒大小的减小导致热激活体积增加而引起的.

应用支持向量机预测(Nd_2Fe_(14)B/α-Fe)永磁体性能

为研究合金成分对磁体性能的影响,将支持向量回归机应用于磁性能的预测。在小样本情况下应用MATLAB支持向量机工具箱,建立了磁性能的支持向量回归机模型,将合金成分作为输入变量对磁性能进行预测。选择合适的模型参数,最终建立了拟合误差、预测误差均较小的模型,对剩磁、矫顽力以及最大磁能积的预测相对误差平均值分别为1.94%、5.43%及4.34%。试验表明将支持向量回归机用于磁性能的预测是一种可行且有效的方法。

α-Fe/Nd2Fe14B复合纳米晶的织构形成研究

采用X射线衍射分析(XRD)技术,研究了NdprFeCoB熔体快淬所制备的α-Fee/Nd2Fe14B纳米晶的织构形成过程.结果表明,Nd2Fe14B纳米晶具有较强的(001)织构,而α-Fe纳米晶具有(110)织构,这些织构垂直于薄带表面,且从自由面到激冷面逐渐减弱.从自由面到激冷面,Nd2Fe14B相在(001)晶面法线方向的尺寸和α-Fe相在(220)晶面法线方向的尺寸逐渐减小.在激冷面各晶面法线方向的尺寸相近,表明纳米晶的形状近似于等轴晶.α-Fe/Nd2Fei4B纳米晶织构的形成和生长受合金薄带在凝固过程中热流梯度的控制.

二维和三维空间下各向同性纳米永磁晶粒的剩磁增强效应

纳米永磁晶粒之间的交换耦合相互作用导致在晶界处形成一种类磁畴壁结构的过渡区域.最简单的类磁畴结构——线性磁矩分布,可以给出一维、二维和三维空间中过渡区的宽度、剩磁的解析公式,并很好地解释在各向同性纳米永磁体中观察到的剩磁增强效应,结果与实验值相当吻合.

Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合永磁材料的有效各向异性

Nd2Fe14B/α Fe纳米复合永磁材料中存在软 软、软 硬、硬 硬3种不同磁性晶粒界面。不同晶粒间的交换耦合相互作用使其有效各向异性常数Keff减小。Keff可以用这3种不同有效各向异性的统计平均值表示。计算结果显示:Keff随晶粒尺寸D的减小和软磁性成分的增加而降低。当D减小到4nm时,Keff减小为通常各向异性常数值的13～14。当软磁性相体积分数为50%时,Keff的值下降为硬磁性相对应值的12左右。有效各向异性与矫顽力的变化规律基本相同。

动态晶化对纳米晶交换耦合Nd_2Fe_(14)B/α-Fe磁性能和显微组织的影响

为改善纳米晶交换耦合Nd2Fe14B/α-Fe永磁合金微结构以提高磁性能,用熔体快淬和动态晶化热处理的方法制备了纳米晶交换耦合Nd2Fe14B/α-Fe永磁体,采用XRD和TEM等方法系统研究了动态晶化热处理对Nd10.5(FeCoZr)83.4B6.1永磁体磁性能和显微组织的影响。结果表明:与传统晶化相比,动态晶化可以在相同的晶化温度下缩短晶化时间,同时能细化晶粒,增强晶粒间磁交换耦合作用,提高磁性能。Nd10.5(FeCoZr)83.4B6.1合金快淬薄带经700℃,10min动态晶化热处理后,制得的粘结磁体获得最佳磁性能,剩磁Br=0.685T,内禀矫顽力Hcj=732kA/m,磁感矫顽力Hcb=429kA/m,最大磁能积(BH)m=75kJ/m3。

低温热处理对α-Fe／Sm2Fe17Cx纳米复合永磁合金结构和磁性能的影响

采用X射线衍射分析、振动样品磁强计和差热分析研究了低温退火处理对Sm5Fe80Cu1Si5B3C2.5Zr3.5非晶合金晶化后纳米复合永磁体的组织结构、磁性能及晶化动力学的影响。结果表明,经400℃低温热处理后纳米复合合金中-αFe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的组织结构均产生了明显改变,晶粒尺寸分别从原始态(未经处理)的50.6 nm(-αFe相)和20.6 nm(Sm2(Fe,Si)17Cx相)改变为36.5和24.4 nm;体积分数分别从71.1%(-αFe相)和28.9%(Sm2(Fe,Si)17Cx相)改变为76.7%和23.3%;同时磁耦合性能明显增强。晶化动力学分析发现,低温热处理增大了非晶合金的短程有序范围,改变了原始态非晶合金中-αFe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的晶化行为,这是优化-αFe/Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米晶结构和提高磁耦合性能的根本原因。

纳米复合永磁材料最新进展

纳米复合永磁材料由于具有潜在的优异性能和商业价值而倍受青睐。本文综述了纳米复合永磁材料近几年来的研究进展 。

交换耦合作用对纳米复合永磁材料有效各向异性的影响

以Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合永磁材料为例,采用立方体晶粒结构模型,研究了单个晶粒中存在不同耦合状态时,有效各向异性随晶粒尺寸的变化关系.采用边界值不为零的变化函数研究了耦合部分各向异性随耦合长度的变化.计算结果表明:当两相耦合时,软磁晶粒的有效各向异性随晶粒尺寸的增加而减小,硬磁晶粒的有效各向异性随晶粒尺寸的增加而增加.对于存在软、硬两相的复合磁体,为保证较高的有效各向异性值,晶粒尺寸应保持在25nm左右.

α-Fe/Nd2Fe14B复合纳米晶合金的X射线定量相分析

采用联立方程组确立了α-Fe/Nd2Fe14B复合纳米晶合金中相含量的计算方法.该方法运用最小二乘回归法和抛弃平均法消除病态方程组.将其应用于α-Fe/Nd2Fe14B复合纳米晶合金的相含量计算,所得结果与直接对比法一致.