磁振子宏观效应以及热扰动场对反磁化的影响

热扰动导致的磁反转是越过能量势垒的不可逆反转,称为热助隧穿.本文研究Pr-Fe-B磁体热扰动导致的磁反转弛豫现象,反转磁矩与时间自然对数关系可表示为与能垒之间的关系,因此反磁化弛豫现象可用磁振子按能量的玻色统计分布率来解释,是磁振子宏观效应的体现.反磁化不可逆过程的临界尺寸为纳米级,与理论磁畴壁尺寸接近,证实热扰动反磁化经过磁畴壁形核去钉扎过程.在实空间反磁化耦合体积增大能减小磁振子隧穿的反磁化概率,热扰动场减小;热扰动后效场测量值与热扰动场计算值基本是一致的.温度升高,热扰动能量增大,由于耦合作用热扰动后效场有所减小,但热扰动后效场相对于矫顽力的作用增大.     

烧结Nd-Fe-B永磁合金矫顽力机制的理论与实验研究

从理论和实验上研究了烧结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ永磁合金的矫顽力随取向磁场的变化规律。指出磁体反磁化过程主要是晶粒边界软磁性区的反磁化成核以及反磁化核长大成畴并向晶粒内部不可逆畴壁位移的过程。比较了成核场与退钉扎场的大小及其随磁场方向的变化，并得出结论：退钉扎场是决定烧结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁体矫顽力的主要机制。 关键词：     

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.     

取向烧结Nd-Fe-B永磁合金反磁化过程及矫顽力机理研究

本文对取向烧结Nd-Fe-B合金沿取向易轴饱和磁化后的反磁化过程分四个阶段进行了理论研究。结果表明,主相晶粒表面软磁性区成核及从表面向晶粒内部不可逆畴壁位移对Nd-Fe-B合金的矫顽力起决定性作用。矫顽力随温度升高而急速下降主要是由于热运动破坏了主相四方结构的完整性,从而使软磁性过渡区变厚所致。 关键词：     

稀土永磁薄膜材料

简要地介绍在纳米复合稀土永磁薄膜材料、各向异性稀土永磁薄膜材料方面的进展.在纳米复合稀土永磁薄膜材料中实现磁性交换耦合和剩磁增强效应,系统地研究了其结构与磁性的关系.制备成功高磁能积的各向异性稀土永磁薄膜材料,比较了Ti 或Mo 缓冲层对Nd-Fe-B薄膜的表面形貌、磁畴结构和磁性能的影响.发现薄膜的表面形貌强烈地依赖于缓冲层的厚度.由于它极大地影响薄膜的成分,溅射速率被证明是控制薄膜的显微结构、表面形貌和磁性能的一个重要因素.在微磁学模型的基础上,通过分析从5到300 K的矫顽力温度依赖关系.研究了各向异性Pr-Fe-B薄膜的矫顽力机制.在晶粒表面,由于磁各向异性的降低和局域退磁场的提高导致的反转畴的形核被确定为控制各向异性Pr-Fe-B薄膜的磁化反转过程的首要机制.     

烧结Nd—Fe—B永磁合金矫顽力机制的理论与实验研究

从理论和实验上研究了烧结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ永磁合金的矫顽力随取向磁场的变化规律。指出磁体反磁化过程主要是晶粒边界软磁性区的反磁化成核以及反磁化核长大成畴并向晶粒内部不可逆畸壁位移的过程。比较了成核场与退钉扎场的大小及其随磁场方向的变化，并得出结论：退钉扎场是决定烧结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁体矫顽力的主要机制。     

NdFeB纳米复合永磁材料的交换耦合相互作用和有效各向异性

以Nd₂Fe₁₄B/αFe为例，采用立方体晶粒结构模型，研究了纳米复合永磁材料中不同磁性晶粒间的交换耦合相互作用和有效各向异性.纳米复合永磁材料的有效各向异性Keff等于软、硬磁性相各向异性的统计平均值，每个晶粒的各向异性由晶粒表面交换耦合部分和晶粒内部未交换耦合部分的各向异性共同确定.计算结果表明，软、硬磁性相晶粒尺寸分布显著地影响有效各向异性Keff的值.当软、硬磁性晶粒尺寸D相同时，Keff随晶粒尺寸和硬磁性相体积分数的降低而减小, 当D<20nm 时，K 关键词： 纳米复合永磁材料 交换耦合相互作用 有效各向异性 晶粒尺寸     

相分布和晶粒尺寸对Nd2Fe14B/ɑ-Fe纳米复合永磁材料矫顽力的影响

本文采用统计平均方法研究了软、硬磁性晶粒尺寸及相分布对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁材料矫顽力的影响。计算结果表明：对于单相纳米硬磁材料，磁体矫顽力随着硬磁性晶粒尺寸的减小而降低；对于软、硬两磁性相组成的Nd2Fe14B/a-Fe纳米复合永磁材料，两相的随机分布将导致磁体矫顽力随硬磁性晶粒尺寸的减小呈现极大值。本文的计算结果还表明当硬磁性晶粒尺寸大于软磁性晶粒的最佳尺寸时(15nm)，具有多层膜结构的Nd2Fe14B/a-Fe纳米复合永磁材料将比两相随机分布时具有更大的矫顽力。     

B元素添加对Co-Zr-Mo合金薄带的磁性能及结构的影响

利用X射线和磁性测量研究了Co_77Zr（18-x）Mo₅B_x合金薄带的结构和磁性.实验发现,在Co-Zr-Mo合金中添加适当含量的B,可以使其矫顽力显著提高,当x=2.0时,制备出具有迄今为止Co-Zr基永磁合金最大矫顽力H_c=7.0 kOe（1 Oe=79.5775 A/m）的快淬薄带.随着B元素添加,Co₇₇Zr_18-xMo₅B_x合金薄带的晶粒逐渐细化,并根据Henkel plot模型计算得出软磁相fcc-Co与硬磁相Co₅Zr相之间的交换耦合作用逐渐增强.合金薄带的矫顽力主要受硬磁相Co₅Zr相的晶粒尺寸控制,并随着晶粒尺寸的减小先升高后降低.另一方面,Co₇₇Zr₁₈Mo₅合金薄带的矫顽力机理为反磁化核形核模型,添加B元素之后矫顽力机理变为畴壁钉扎模型.通过X射线衍射和热磁分析发现,B元素并没有进入到Co₅Zr相的晶格中,而是存在于非晶相中.     

Sm(Co,Cu,Fe,Zr)z反磁化过程的微磁学分析

通过微磁学有限元方法研究了微结构对各向异性的Sm(Co,Cu,Fe,Zr)z磁性能的影响， 并 对不同温度下的退磁曲线进行了计算.计算结果表明，矫顽力随着2∶17相晶粒尺寸的增大 而增大，随1∶5晶界相厚度的增大而减小；通过减小晶界相厚度或增大晶粒尺寸可以有效提 高 磁能积.反磁化的物理机制主要为形核机制，主要表现为首先在晶界相形成反磁化核，随 着 磁场的增大反磁化核不断长大，最后导致整个磁体的磁化反转；而当温度升高时，晶界相逐 渐变成非磁性相，使得反磁化核难以形成，因此出现了反常的矫顽力温度依赖关系. 关键词： 微磁学 有限元 微结构 磁性能     

纳米复合永磁材料的有效各向异性与矫顽力

研究了纳米Nd2Fe14B/α-Fe复合永磁材料中晶粒交换耦合相互作用对有效各向异性的影响和变化规律.结果表明：晶粒之间的交换耦合作用使材料的有效各向异性Keff随晶粒尺寸的减小而下降、随软磁性相成分的增加而降低. 当晶粒尺寸 减小到4nm时，Keff值减小为其各自通常各向异性常数值的1/3—1/4.有效各向异性的变化特点与矫顽力的变化规律基本相同.纳米复合永磁材料矫顽力的降低主要由于有效各向异性的减小而引起. 关键词： 纳米复合永磁材料 交换耦合相互作用 有效各向异性 矫顽力     

交换耦合相互作用对纳米晶粒各向异性的影响

研究纳米磁性材料晶粒间的交换耦合相互作用,提出适合各种耦合条件晶粒界面及表面处各向异性的表达式.结果表明:软、硬磁性相晶粒间的交换耦合相互作用降低了硬磁性相晶粒的各向异性,提高了软磁性相晶粒的各向异性.软硬磁性晶粒的平均各向异性先增加后减小,在某个晶粒尺寸值达到最大值,这种变化趋势与相关的理论及实验结果一致.硬硬磁性晶粒的平均各向异性随晶粒尺寸的变化趋势与相关的实验结果也一致.     

纳米晶永磁材料晶间交换耦合作用的模拟计算研究

利用微磁学有限元法，模拟计算了单相和复相各向同性纳米晶磁体的起始磁化曲线、退磁曲线和回复曲线.验证了用δm(H)曲线的正峰值来衡量纳米晶磁体晶间交换耦合作用的有效性.计算 结果表明，纳米晶单相和复相磁体的晶间交换耦合作用都随晶粒尺寸的增加而降低，当晶粒尺寸过大时 复相磁体表现出两相行为，其δm(H)曲线出现了两个正峰值.分析表明，外场较小的正峰值是软磁相与硬磁相晶粒之间交换耦合作用的结果，而外场较大的正峰值是硬磁相晶粒之间交换耦合作用的结果. 关键词： 纳米晶永磁 晶间交换耦合 δm(H)曲线     

铁磁/反铁磁双层膜系统中的磁畴动力学行为

比较了铁磁单层膜与铁磁/反铁磁双层膜结构中的磁畴演化行为, 发现由于反铁磁层膜对铁磁层膜的耦合作用使得系统的磁畴壁厚度、 磁畴壁等效质量、磁畴壁移动速度等发生了改变, 系统的矫顽场增强, 并出现了交换偏置场. 文章具体研究了反铁磁层耦合作用下其磁畴壁厚度、 等效质量以及磁畴壁移动速度等与反铁磁层的净磁化、 磁各向异性、界面耦合强度以及温度等的关系; 并研究了其对铁磁/反铁磁双层膜中的交换偏置场、矫顽场的影响. 进而 从磁畴结构的形成及其演化上揭示了铁磁/反铁磁双 层膜中出现交换偏置以及矫顽场增加的物理机制.     

晶粒间界相对纳米Nd_2Fe_(14)B各向异性和矫顽力的影响

本文采用立方晶粒结构模型研究了晶粒间界相对纳米硬磁材料各向异性和矫顽力的影响.结果表明:晶粒间界相减弱了交换耦合作用.当晶粒尺寸D为定值时,随着晶粒间界相厚度d的增加,晶粒平均各向异性单调增加,而材料的有效各向异性Keff、矫顽力单调减小.我们计算的矫顽力随晶粒尺寸的变化与相关理论和实验结果基本一致.     

稀土永磁薄膜材料

简要地介绍在纳米复合稀土永磁薄膜材料、各向异性稀土永磁薄膜材料方面的进展。在纳米复合稀土永磁薄膜材料中实现磁性交换耦合和剩磁增强效应，系统地研究了其结构与磁性的关系。制备成功高磁能积的各向异性稀土永磁薄膜材料，比较了Ti或Mo缓冲层对Nd-Fe-B薄膜的表面形貌、磁畴结构和磁性能的影响。发现薄膜的表面形貌强烈地依赖于缓冲层的厚度。由于它极大地影响薄膜的成分，溅射速率被证明是控制薄膜的显微结构、表面形貌和磁性能的一个重要因素。在微磁学模型的基础上，通过分析从5到300K的矫顽力温度依赖关系。研究了各向异性Pr-Fe-B薄膜的矫顽力机制。在晶粒表面，由于磁各向异性的降低和局域退磁场的提高导致的反转畴的形核被确定为控制各向异性Pr-Fe—B薄膜的磁化反转过程的首要机制。     

Nd28Fe66B6/Fe50Co50双层纳米复合膜的结构和磁性

利用磁控溅射法制备了Nd28F66B6/Fe50Co50双层纳米复合磁性薄膜,研究了其结构和磁性.经873K退火处理15min后,利用x射线衍射仪测定薄膜晶体结构,采用俄歇电子能谱仪估算薄膜厚度和超导量子干涉仪测量其磁性.磁性测量表明,1)该系列薄膜具有垂直于膜面的磁各向异性.从起始磁化曲线和小回线的形状特征可知,矫顽力机制主要是由畴壁钉扎控制.2)对于固定厚度(10nm)层的硬磁相Nd-Fe-B和不同厚度(dFeCo=1-100nm)层软磁相FeCo双层纳米复合膜,剩磁随软磁相FeCo厚度的增加快速增加,而矫顽力则减少.当dFeCo=5nm时,最大磁能积达到160×103A/m.磁滞回线的单一硬磁相特征说明,硬磁相Nd-Fe-B层和软磁相FeCo层之间的相互作用使两相很好地耦合在一起.剩磁和磁能积的提高是由于两相磁性交换耦合所致.     

FePt薄膜中磁相互作用

采用磁控溅射方法在自然氧化的单晶Si(100)衬底上制备了纳米结构的Fe₅₃Pt₄₇薄膜，并研究热处理后薄膜中的磁相互作用、晶粒尺寸与热处理温度的关系.经400℃热处理后，FePt薄膜中有明显的面心四方相形成，薄膜表现出硬磁性，晶粒尺度在20 nm，薄膜内部存在软硬磁交换耦合作用；随着热处理温度升高，硬磁相含量增加.同时由于FePt薄膜的晶粒长大，部分软硬磁晶粒之间的交换耦合作用失效；600℃热处理后，FePt的面心立方相已经完全转变为面心四方相，薄膜矫顽力由硬磁相之间的静磁作用贡献. 关键词： 磁性薄膜 纳米晶 磁性能 热处理     

纳米复合永磁材料中软磁性相交换硬化的研究

本文就纳米复合永磁材料中软磁相被交换硬化问题,从一维模型和三维模拟计算进行了分析研究. 一维和三维各向异性样品研究表明,在相同微结构下,当硬磁相的各向异性降低时,除矫顽力降低外,在磁矩全部反转之前退磁曲线是一样的. 因此,硬磁相各向异性的降低不会导致最大磁能积(BH)_max增大和剩磁增加. 对于三维各向同性样品的模拟计算表明,降低硬磁相的各向异性会使剩磁和(BH)_max都明显降低. 因此,增强硬磁相的各向异性并增大硬磁相晶粒尺寸是提高 关键词： 纳米复合永磁 矫顽力 剩磁 磁能积     

La0.67Ca0.33MnO3薄膜中的矫顽力随膜厚与衬底的变化

系统研究了衬底为SrTiO3和LaAlO3上的La0.67Ca0.33MnO3薄膜中的矫顽力随厚度和应变的变化。结构分析表明薄膜为（001）方向织构，而且薄膜中的晶粒尺寸随着薄膜厚度的减小而减小。磁测量表明矫顽力先随着膜厚的减小而增加，在t=10-25nm附近到达一极大值。随后，矫顽力随厚度的减小而降低。还得出矫顽力的大小与测量方向有关：t≥25nm (t≤10nm)时，难磁化方向的矫顽力大于（小于）易磁化方向的矫顽力。据此，我们提出：在厚膜（t≥25nm）中，矫顽力变化由畴壁钉扎机制决定；在超薄膜（t≤10nm）中，则与磁畴的形核机制有关。根据t= 5、10、25、400nm的LCMO/STO薄膜的初始磁化曲线，以及t=5，50nm的LCMO/LAO薄膜的小磁滞回线的测量，我们对薄膜中矫顽力机制作了验证，并且还讨论了钉扎和形核机制发生的非均匀区的尺寸。