光诱导的单链磁体性质及其研究进展

单链磁体展现出磁性双稳态和缓慢的磁弛豫行为,使其在化学、物理学和材料科学领域备受关注.虽然各种各样的单链磁体已经被设计并合成出来,但是通过光、热和压力外界刺激诱导单链磁体的性能依然是一个科学难题.光子的能量可以匹配不同电子结构间的能垒,调控磁各向异性以及磁耦合作用,进而有效地调控单链磁体的磁性双稳态,所以光诱导单链磁体近年来成为分子材料领域研究的热点课题.本文全面地介绍了现有光诱导单链磁体的种类、结构、磁性质,并对其研究方向进行了展望.     

Sm2Co17型永磁合金热失效的扫描电子显微镜分析

高温度稳定型Sm2Co17永磁体的磁性能会随着使用温度的提高有所下降.为了探究高温对合金微观结构的影响,对该材料进行差热分析后得到3个明显的相变温度点:254、342和540℃.然后取同一批次的该磁体在上述温度下分别进行热处理30 min,并使用扫描电子显微镜和X射线能谱仪对处理后样品进行显微结构和成分分析.结果表明,Cu和Fe的析出和氧化是材料磁性能失效的原因,分析结果对预防该类材料失效提供了微观依据.     

分子基导电性磁体

分子基导电磁体又称磁性导体,是有机导体和分子磁体研究的交叉领域．由于在现有的绝缘性的分子基电荷转移复合物中存在着铁磁性,反铁磁性和量子磁体行为,因此好的导电性和磁性不能共存曾经是大家的一个共识．自从发现了第一个分子基金属性铁磁体,将有机导体的兀一单元和磁性络离子相结合制备分子基导电性磁体成为了一个热门的研究领域．到目前为止,金属性铁磁体,半导性的室温亚铁磁体,金属性弱铁磁体和具有超导电性的反铁磁体都被人们合成出来了,人们正在期盼有着高电导性和高磁有序温度的分子基导电磁体的出现．     

钒酸铈的磁性能和晶场效应的研究

在4～300K 温度范围内测定了钒酸铈的磁性能,测量表明它是典型的顺磁体,C-W 顺磁温度为-109K。钒酸铈的低温(<90K)磁化率偏离 C-W 定律是来源于晶场效应。应用晶场理论和测量值确定了钒酸铈的基态能级的晶场分裂,讨论了晶场效应对磁性能的影响。     

HDD工艺对NdFeB粘结磁体磁性能的影响

叙述了NdFeB合金成分、均匀化处理和HDD处理脱氢过程对磁性粉末及粘结磁体磁性能的影响。实验表明,HDD法制备的NdFeB磁性粉末及粘结磁体具有较好的温度稳定性和时间稳定性。     

纳米晶室温分子磁体K0.45VⅡ1.12VⅢ0.19[Cr(CN)6](SO4)0.13·4.34H2O--亚铁磁长程有序与自旋玻璃态共存

用VSO4·2.5H2O与K3[Cr(CN)6]·2.5H2O反应,合成了一个结晶的普鲁士蓝类室温分子磁体K0.45VⅡ1.12VⅢ0.19[Cr(CN)6](SO4)0 13·4.34H2O,对其结构和磁性进行了研究.主要结果如下:XRD数据表明,该化合物具有类普鲁士蓝的面心立方结构,a=1.178 nm.由半峰宽估算的晶粒的平均粒径约为5 nm.化合物的Tc为340 K,矫顽力HC在40～310 K范围基本保持在5～6 Oe,1.83 K时增至120 Oe.化合物具有较好的空气稳定性,空气中放置10 d后Tc仍为340 K,矫顽力Hc稍有增加.与已报道的同体系的另几个室温磁体比较,其显著的特点是,亚铁磁长程有序相与自旋玻璃态共存,自旋玻璃行为由频率依赖的交流磁化率所证实.     

晶界扩散铈磁体的组织结构与磁性能

采用涂覆重稀土氢化物为扩散源,制备晶界扩散铈磁体,研究了磁性能和组织结构特点,并对其温度稳定性进行了分析评价。晶界扩散铈磁体的矫顽力从12.07 kOe提高至18.49 kOe,矫顽力和剩磁温度系数分别优化到-0.502%·℃~(-1)和-0.184%·℃~(-1)。采用EPMA和WDS成分分析表明,在磁体表层附近,大量Tb元素扩散到主相晶粒内部;扩散深度大于60μm时, Tb元素主要分布在晶界,并且在主相晶粒边缘形成(RE,Tb)_2Fe_(14)B壳层。由于Tb_2Fe_(14)B相和Ce_2Fe_(14)B相的各向异性场均具有较好的温度稳定性,因此,晶界扩散铈磁体可以获得与烧结钕铁硼磁体相当的矫顽力温度系数。     

ZrB2对烧结Sm(Co0.717Fe0.15Cu0.10Zr0.033)7.2合金微观组织和性能的影响

通过在制粉阶段添加微量ZrB2粉末的方法,制备了Sm（Co0.717Cu0.1Fe0.15Zr0.033）7.2（ZrB2）x（x=0～0.025）烧结磁体.采用扫描电子显微镜、能谱分析和X射线衍射分析磁体的微观组织及相组成,利用NIM-2000型直流磁性测量仪测试磁体的磁性能,研究了添加ZrB2对永磁体组织性能的影响.结果表明： 适量添加ZrB2可以降低磁体的烧结温度; ZrB2发生部分分解会影响合金组织与结构,使合金室温磁性能和高温稳定性都有不同程度的提高; 没有分解的ZrB2颗粒以质点的形式存在,使磁体的断裂韧性值大幅度增加.     

特高综合磁性能晶界扩散磁体的研究

采用Tb_4O_7, TbH_x和Nd_2O_3+Tb_4O_7三种扩散源,通过晶界扩散技术制备出特高综合磁性能的钕铁硼磁体,对不同扩散源的扩散效果及扩散机制进行研究。采用TbH_x进行晶界扩散,获得综合磁性能(BH)_(max)+H_(cj)=84.26,矫顽力温度系数为-0.361%·℃~(-1)的最佳钕铁硼磁体,SEM微观结构分析表明TbH_x扩散源制备磁体在靠近磁体的表层晶粒形态与中心晶粒一致,晶粒表面平整。     

改进片铸与烧结技术制备高性能钕铁硼磁体的研究

通过优化合金成分设计与改进速凝片铸技术、烧结技术,应用国内通用的工业生产烧结钕铁硼磁体的各类原材料,在工业生产线上实现了45UH高性能烧结钕铁硼磁体的批量生产。SEM观察和XRD分析结果表明:磁体具有比较高的取向度;其显微组织致密、精细而均匀,平均晶粒尺寸约为5μm。45UH烧结钕铁硼磁体的典型磁性能为Br=1.363 T,Hcb=1060 kA.m-1,Hcj=2140 kA.m-1,Hk=1625 kA.m-1,(BH)max=366.0 kJ.m-3;其Hcj/79.6 kA.m-1+(BH)max/7.96 kJ.m-3=72.8。在295～453 K温度区间,其剩磁与内禀矫顽力的温度系数分别为-0.108%.K-1和-0.486%.K-1。当L/D=0.7时,在473 K保持2 h磁体开路磁通不可逆损失为4.1%左右。批量生产的45UH烧结钕铁硼磁体,其常温磁性能优异,温度稳定性良好。     

不同的烧结工艺对Sm-Co2:17型高温磁体性能的影响

采用中频感应熔炼法制备了Sm(Co0.79Fe0.09Cu0.085Zr0.032)7.95合金,采用传统烧结工艺,在1200～1240℃烧结1 h,1165～1190℃固溶处理3 h,快速风冷淬火后在840℃保温12 h,以0.4℃.min-1的冷速冷却至420℃,保温10 h,最后随炉冷却。磁体经过加工后,采用不同的磁性测试手段对磁体进行测试。结果表明,磁体的剩磁随烧结温度的升高而增大,矫顽力最好的工艺为1230℃烧结1 h,然后在1180℃固溶3 h。将此工艺制备的磁体采用中国计量科学院NIM-500C超高温永磁测量仪测试,磁体在773 K时的最大磁能积为10.94 MGOe,高于已经报道的同Z值的2∶17型永磁体。磁体的磁滞回线通过振动样品磁强计(VSM)测得,室温下Br=10.5 kGs,Hcj=30.21 kOe,(BH)max=25.60MGOe;773 K时磁体Br=7.45 kGs,Hcj=6.02 kOe,(BH)max=9.85 MGOe。剩磁温度系数α=-0.0624%.℃-1,矫顽力温度系数β=-0.169%.℃-1。     

纳米晶室温分子磁体K~0~.~4~5V~1~.~1~2^ⅡV~0~.~1~9^Ⅲ [Cr(CN)~6](SO~4) ~0~.~1~3·4.34H~2O: 亚铁磁长程有序与 自旋玻璃态共存

用VSO_4·2.5H_2O与K_3[Cr(CN)_6·2.5H_2O反应,合成了一个结晶的普鲁士蓝类室温分子磁体K_(0.45)V_(1.12)~ⅡV_(0.19~-)~Ⅲ[Cr(CN)_6(SO_4)_(0.13)·4.34H_2O,对其结构和磁性进行了研究.主要结果如下:XRD数据表明,该化合物具有类普鲁士蓝的面心立方结构,a=1.178nm.由半峰宽估算的晶粒的平均粒径约为5nm.化合物的T_C为34OK,矫顽力H_C在40～310K范围基本保持在5～6 Oe,1.83K时增至120 Oe.化合物具有较好的空气稳定性,空气中放置10d后T_C仍为340K,矫顽力H_C稍有增加.与已报道的同体系的另几个室温磁体比较,其显著的特点是,亚铁磁长程有序相与自旋玻璃态共存,自旋玻璃行为由频率依赖的交流磁化率所证实.     

超高性能钕铁硼表面镀渗处理研究

通过磁控溅射进行钕铁硼磁体表面重稀土Tb镀膜,再经过渗扩热处理获得了综合性能近80[H_cj/kOe+(BH)_max/MGOe]的超高性能磁体,分析了其内在机制。借助扫描电镜背散射电子成像技术,研究了热处理温度对磁体磁性能和微观组织的影响,并探讨了晶界扩散法矫顽力提高的机理和微观结构变化规律。结果表明,经镀渗处理后磁体的矫顽力明显提高,剩磁无明显降低,温度稳定性得以显著改进,显微组织结构有了明显的优化,形成连续均匀薄层晶界富Nd相组织有效的包裹主相,能够有效降低相邻晶粒的磁耦合效应。Tb富集在2∶14∶1晶粒的表面区域而不是中心,不仅通过增强局部磁晶各向异性场来增加矫顽力,而且还保持了剩磁。     

不同的烧结工艺对Sm-Co2∶17型高温磁体性能的影响

采用中频感应熔炼法制备了Sm( Co0.79 Fe0.09 Cuo.085 Zr0.032) 7.95合金,采用传统烧结工艺,在1200 ～1240℃烧结1h,1165 ～1190℃固溶处理3h,快速风冷淬火后在840 ℃保温12h,以0.4 ·min-1的冷速冷却至420℃,保温10h,最后随炉冷却.磁体经过加工后,采用不同的磁性测试手段对磁体进行测试.结果表明,磁体的剩磁随烧结温度的升高而增大,矫顽力最好的工艺为1230℃烧结1h,然后在1180℃固溶3h.将此工艺制备的磁体采用中国计量科学院NIM-500C超高温永磁测量仪测试,磁体在773 K时的最大磁能积为10.94 MGOe,高于已经报道的同Z值的2∶17型永磁体.磁体的磁滞回线通过振动样品磁强计( VSM)测得,室温下Br=10.5 kGs,Hcj=30.21 kOe,(BH)max=25.60MGOe; 773 K时磁体Br=7.45 kGs,Hcj=6.02 kOe,(BH) max=9.85 MGOe.剩磁温度系数α=-0.0624％·℃-1,矫顽力温度系数β=-0.169％·℃-1.     

微调镝(Ⅲ)离子配位环境提升单离子磁体有效能垒（英文）

对于合成化学家来说,通过合成策略调控单离子磁体的磁动力学是一项艰巨的任务。我们以三(2-羟基亚苄基)三氨基胍配体(L)合成了2例单核Dy.配合物[Dy(L)_2(H_2O)_2]ClO_4·2H_2O·2CH_3CN·CH_3OH (1)和[Dy(L)_2(H_2O)_2]CF_3SO_3·4H_2O·2CH_3OH (2)。对其结构和磁性研究表明,不同的抗衡阴离子对于配合物1和2的动态磁行为有显著影响。2个配合物中,Dy.中心都具有三角形十二面体D_(2d)对称性,在零直流场下表现出单离子磁体的行为,其有效能垒分别为358 K (1)和309 K (2)。结构参数对比表明轴向位置的键长和键角微小变化对轴向配体场产生了显著的影响,而轴向配体场的微小变化导致了2个配合物交流磁性的差异。     

稀土单分子磁体

单分子磁体因其磁性双稳态和慢弛豫机制而在超高密度存储材料、自旋电子器件等领域具有潜在的应用. 稀土单分子磁体因为具有较大的磁矩和磁各向异性而成为近年来研究的热点话题. 目前有关稀土单分子磁体的综述都主要集中在它们的合成、结构及磁性能, 而在其它性质方面缺少深入而系统的研究. 因此, 本论文结合现有的研究成果, 围绕稀土单分子磁体的高翻转能垒、复杂的多弛豫机制、可调控的磁性以及多功能材料的四个特点进行了综述, 旨在更好的理解稀土单分子磁体的物理、化学本质, 为稀土单分子磁体的设计与调控提供思路.     

双合金混粉法添加镝对烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能及微观结构的影响

研究双合金混粉法添加Dy对烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能和微观结构的影响。结果表明:添加少量Dy能够同时提高磁体的矫顽力和最大磁能积;当Dy含量为1.0%时,磁体的最大磁能积达到最大值。烧结温度从1065℃增加到1085℃时,烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能没有急剧恶化,磁体的烧结温度范围较宽。磁体在烧结过程中高Dy含量合金主相晶粒中的Dy元素扩散到不含Dy元素的合金主相晶粒中,造成最后所得磁体中存在不同Dy含量的主相晶粒;磁体不同主相晶粒中Dy含量差别较大,随着添加Dy含量的增加,磁体中不同主相晶粒平均含Dy量也逐渐增加。     

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。     

纳米晶室温分子磁体K~0~.~4~5V~1~.~1~2^ⅡV~0~.~1~9^Ⅲ [Cr(CN)~6](SO~4) ~0~.~1~3·4.34H~2O: 亚铁磁长程有序与 自旋玻璃态共存

用VSO~4·2.5H~2O与K~3[Cr(CN)~6]·2.5H~2O反应,合成了一个结晶的普鲁士蓝类室温分子磁体K~0~.~4~5V~1~.~1~2^ⅡV~0~.~1~9^Ⅲ[Cr(CN)~6](SO~4)~0~.~1~3·4.34H~2O,对其结构和磁性进行了研究。主要结果如下;XRD数据表明,该化合物具有类普鲁士蓝的面心立方结构,a=1.178nm。由半峰宽估算的晶粒的平均粒径约为5nm。化合物的T~C为340K,矫顽力H~C在40～310K范围基本保持在5～6Oe,1.83K时增至120Oe。化合物具有较好的空气稳定性,空气中放置10d后T~C仍为340,矫顽力H~C稍有增加。与已报道的同体系的另几个室温磁体比较,其显著的特点是,亚铁磁长程有序相与自旋玻璃态共存,自旋玻璃行为由频率依赖的交流磁化率所证实。     

工业应用中钕铁硼磁体不可逆磁通损失的影响因素研究

由于Nd-Fe-B磁体热稳定性较差,在服役过程中会产生不可逆磁通损失,限制了磁体的应用范围。通过探究钕铁硼磁体不可逆磁通损失与矫顽力、导磁系数(Pc值)、服役温度、服役时间之间的关系,并阐述了磁体不可逆磁通损失的产生机制。研究发现磁体随服役温度和服役时间的增加不可逆磁通损失大幅度增加,热稳定性变差,提高磁体矫顽力和Pc值可以降低磁体的不可逆磁通损失。不可逆磁通损失的产生主要是磁体磁矩发生偏转,与原磁化方向不同,反向畴增多,形成了反磁化场,造成磁体磁性能下降。