Si对Nd_2Fe_(14)B四方相结构和磁性的影响

本文对Si加入Nd_2Fe_(14)B四方相后所形成的合金相的结构和磁性进行了研究。结果表明,Si加入Nd_2Fe_(14)B四方相后并不破坏它的结构(Si的含量可达B的两倍),而形成Nd_2(Fe,Si)_(14)B赝三元金属间化合物。随着Si含量的增加,晶格常数和饱和磁化强度随之减小,但居里温度则随之增加。Si的加入,并不改变Nd_2Fe_(14)B的室温各向异性的方向和大小,但对低温下的各向异性影响很大,使易磁化锥面与c轴的夹角增大。     

Nd_2Fe_(14)B/α″-Fe_(16)N_2双层膜磁性能和磁化反转过程的研究

本文运用三维微磁学方法对Nd_2Fe_(14)B/α″-Fe_(16)N_2磁性双层膜模型垂直取向的磁滞回线、磁化反转过程、矫顽力和磁能积等进行了系统的研究.计算结果表明磁滞回线的方形度随着软磁层厚度(Ls)的增加而变差.同时,成核场和矫顽力随Ls的增加而单调递减.另外,在磁化反转的过程中发现了磁涡流态的产生和湮灭,而且进一步计算磁化反转过程中的能量变化过程发现涡流态的形成总伴随着能量的减小.剩磁和最大磁能积随Ls的增大先增大,达到峰值后迅速降低,而矫顽力呈单调递减趋势.当Ls=1 nm时,最大磁能积达到最大值81.7 MGOe.     

R_2(Fe_(1-x)Al_x)_(14)B的内禀磁性和永磁性能(R=Nd和Y)

本文研究了Al在R_2(Fe_(1-x)Al_x)_(14)B多元合金中的固溶度(R=Nd和Y),当x<0.1时,可形成四方结构。研究了在此类合金中,饱和磁化强度、居里温度、磁晶各向异性等内禀磁性,以及矫顽力和磁能积等永磁性能随Al含量的变化。发现以Al代换Fe时,使铁次点阵的磁晶各向异性出现极值;同时以Al代换Fe时,可使磁体的矫顽力显著提高。以Co和Al同时对Fe进行代换,制造成分约为Nd_(16·5)B_7(Fe_(1-x-y)Al_xCo_y)_(76.5)的磁体,既可提高居里温度,又可提高矫顽力,从而可以改善具有高磁能积磁体的温度性能和减少磁体的总损失。     

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.     

不同易轴取向下对Nd_2Fe_(14)B/Fe_(65)Co_(35)磁性双层膜的微磁学模拟

运用三维数值模拟计算方法,计算了膜面外不同易轴取向下Nd2Fe14B/Fe65Co35磁性双层膜的磁滞回线、角度分布、成核场、矫顽力和磁能积等,并与实验结果进行了细致比较.计算结果表明:只有当易轴与外场之间的夹角β=0?时,才有明显的成核现象,其成核场和矫顽力均随着软磁相厚度Ls的增加而降低;随着易轴偏角β的增大,剩磁逐渐减小,磁滞回线的方形度降低,从而磁能积减小,在Ls=1 nm,β=0?时磁能积(561.61 kJ/m3)最大.理论计算所得的磁滞回线与实验磁滞回线符合得很好,剩磁和矫顽力的理论值与实验值相差很小.     

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。     

纳米Ce_(0.95)M_(0.05)O_2(M=Fe,Nd, Eu)光谱特征及其催化性能研究

采用水热法制备纳米Ce_(0.95)M_(0.05)O_2(M=Fe~(3+),Nd~(3+),Eu~(3+))固溶体,系统研究了固溶体的微观晶体结构及光谱特性。X射线衍射(XRD)结果表明,掺杂样品均为单相萤石立方结构,无对应于掺杂离子氧化物的杂相存在,说明三种掺杂离子均成功掺入CeO_2晶格内而形成固溶体。计算各样品的晶粒尺寸,得到掺杂固溶体的粒度均低于20 nm。采用紫外可见光谱(UV-Vis)表征固溶体的电子跃迁性能。与纯CeO_2相比,掺杂固溶体的吸收边均发生红移;同时,拟合得到各样品能隙由大到小依次为:CeO_2(3.13 eV)Ce_(0.95)Eu_(0.05)O_2(3.04 eV)Ce_(0.95)Nd_(0.05)O_2(2.94 eV)Ce_(0.95)Fe_(0.05)O_2(2.75 eV)。荧光光谱(PL)测试表明,掺杂样品的发射峰强度均比纯CeO_2低,其中Fe~(3+)掺杂固溶体样品的荧光强度降低最为明显。其原因在于Fe~(3+)掺杂会使固溶体晶格内引入更多缺陷,从而阻碍了电子与空穴的复合。将固溶体作为催化剂添加到Mg_2Ni-Ni中,球磨制得Mg_2Ni-Ni-5%Ce_(0.95)M_(0.05)O_2复合材料,系统测试复合材料电极的电化学和动力学储氢性能。结果表明, Ce_(0.95)M_(0.05)O_2固溶体可有效提高Mg_2Ni-Ni合金复合材料的电化学放电性能,最大放电容量分别为:Ce_(0.95)Fe_(0.05)O_2(874.8 mAh·g~(-1))Ce_(0.95)Nd_(0.05)O_2(827.8 mAh·g~(-1))Ce_(0.95)Eu_(0.05)O_2(822.7 mAh·g~(-1))CeO_2(764.9 mAh·g~(-1))。同时,催化剂还可有效提高复合材料的电化学循环稳定性,经20次循环后的容量保持率为:Ce_(0.95)Fe_(0.05)O_2(49.8%)Ce_(0.95)Eu_(0.05)O_2(49.7%)Ce_(0.95)Nd_(0.05)O_2(46.3%)CeO_2(34.1%)。对复合材料进行高倍率放电性能(HRD)表征,掺杂固溶体催化剂能够显著提高样品的大电流放电性能,如当放电电流密度为200 mAh·g~(-1)时,各样品的HRD为:Ce_(0.95)Fe_(0.05)O_2(59.5%)Ce_(0.95)Eu_(0.05)O_2(57.4%)Ce_(0.95)Nd_(0.05)O_2(55.7%)CeO_2(54.4%)。采用恒电位阶跃测试催化剂对复合材料中H扩散能力的影响, H扩散系数由大到小依次为Ce_(0.95)Fe_(0.05)O_2Ce_(0.95)Eu_(0.05)O_2Ce_(0.95)Nd_(0.05)O_2CeO_2。分析认为,固溶体的催化效果与其氧空位浓度、晶格缺陷及掺杂离子易变价特性密切相关。     

Pr_2(Fe_(0.8)Co_(0.2))_(14)B磁结构的中子衍射研究

本文报道用中子衍射测定的含硼稀土过渡族金属间化合物Pr_2(Fe_(0.8)Co_(0.2))_(14)B的晶体结构与磁结构。将中子三轴谱仪用作二轴粉末衍射仪,在室温测该化合物粉末样品的中子衍射强度,用轮廓精化法弥合衍射数据。该化合物属Nd_2Fe_(14)B类四方结构,α=8.8110A,c=12.2307A。设Pr,Fe和Co原子磁矩间为铁磁耦合,同一晶位的Fe,Co原子磁矩相等,存在沿c轴的易磁化方向,得到两个非等效Pr原子晶位Pr4f和Pr4g的磁矩1.2μ_B和1.4μ_B,和六个非等效铁族原子晶位T16k_1,T16k_2,T8j_1,T8j_2,T4e和T4c的磁矩2.2,2.1,1.9,3.1,1.6和1.0μ_B。Co原子在六种非等效晶位上的分布是平均的、等几率的。     

非晶Nd_3Fe_(81)B_(16)合金的晶化及其对磁性和Mssbauer谱的影响

本文报道利用单辊方法制备的非晶Nd_3Fe_(81)B_(16)合金的晶化及其对磁性和Mossbauer谱的影响。发现在非晶Fe_(81)B_(19)合金中用3at％Nd取代B,使非晶Fe_(81)B_(19)合金的晶化温度提高88℃。在适当的退火条件下晶化后样品在室温下的磁性是:σ_2=189emu/g,σ_r/σ_5=0.7,_iH_c=2.15kOe,B_r≈12kG,_bH_c=2kOe,(BH)_(max)≈8MGOe。与目前广泛使用的六角铁氧体相比,_bH_c相近,但B_r和(BH)_(max)远比六角铁氧体高。这种材料仅含有少量的Nd,因此可能开发为一种新的廉价永磁材料。本文对少量Nd的添加对非晶FeB合金的晶化温度,磁性和Mossbauer谱的影响进行了讨论。初步探讨了高矫顽力的来源,认为它的磁化和反磁化过程可以用畴壁钉扎理论解释。     

Nd_2(Fe,Si)_(17)合金的结构与磁性

本文对Nd-Fe-Si三元系富铁区域相的结构和磁性进行了研究。结果表明,Nd-Fe-Si三元系富铁区域(Fe>40at％), 除出现NdFe_2Si_2三元金属间化合物外(Si>20at％),同时只出现Nd_2(Fe,Si)_(17)赝二元金属间化合物,其中Si取代9d位的Fe原子,而不能形成类似于Nd_2Fe_(14)B的三元金属间化合物,Si取代Nd_2Fe_(17)中的9d位Fe原子后,使晶胞体积缩小;使饱和磁化强度减小;同时使Fe次晶格的铁磁相互作用增强,导致居里温度增高;还使得Fe次晶格的易面各向异性减弱,造成室温下各向异性场减小。     

Y_2(Fe_(1-x)Si_x)_(14)B的中子衍射研究

Nd_2Fe_(14)B是一种磁能积很高的优良的永磁材料,但在实用上稍嫌它的居里温度低了一点。为了提高它的居里温度,人们曾用某些元素替代其中的一些铁作了尝试。文献[9]及我们最近的实验表明:用硅代替部分铁之后,材料的居里点都获得了提高。本文用中子衍射法研究了Si在Y_2Fe_(14)B中的占位情况,以了解Si对磁性能产生的影响。中子衍射的结果表明:Si择优地占据c,j_1及k_2晶位。最后,用磁交换作用对结果进行了讨论。     

赝二元化合物Dy(Fe_(0.9)M_(0.1))_2(M=B,Al,Ga)的磁性研究

研究了赝二元化合物Dy(Fe_(0.9)M(0.1))_2(M=B,Al,Ga)的磁性。M对Fe的置换,使居里温度下降,Fe原子的磁矩改变。矫顽力随温度的降低,增加很快,增加的幅度与M有关。磁化强度的温度关系,在磁场小于临界值时,出现反常和热磁效应。用Fe原子局域环境的变迁和低温下内禀磁硬度的急剧增加,解释了上述现象。     

Micromagnetism simulation on effects of soft phase size on Nd_2Fe_(14)B/α-Fe nanocomposite magnet with soft phase imbedded in hard phase

In this study, micromagnetism simulation by using finite difference method is carried out on the Nd_2Fe_(14)B/α-Fe nanocomposite magnet with soft phase imbedded in hard phase. The effects of soft magnetic phase size(S) on the magnetic properties and magnetic reversal modes are systematically analyzed. As S increases from 1 nm to 48 nm,the remanence(J_r) increases, while the coercivity(H_(ci)) decreases, leading to the result that the magnetic energy product [(BH)_(max)] first increases slowly, and then decreases rapidly, peaking at S = 24 nm with the(BH)_(max) of 72.9 MGOe(1 MGOe = 7.95775 kJ·m~(-3)). Besides, with the increase of S, the coercivity mechanism of the nanocomposite magnet changes from nucleation to pinning. Furthermore, by observing the magnetic moment evolution in demagnetization process, the magnetic reversal of the soft phase in the nanocomposite magnet can be divided into three modes with the increase of S: coherent rotation(S 3 nm), quasi-coherent rotation(3 nm ≤S 36 nm), and the vortex-like rotation(S 36 nm).     

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.     

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     

晶粒易轴取向度对纳米晶永磁Pr2Fe14B磁性的影响

构造了立方和不规则形状晶粒的各向异性纳米晶单相r2Fe14B磁体.利用微磁学的有限元法,模拟计算了样品的磁滞回线.计算结果表明,随着磁体晶粒易轴取向度的变差,磁体的剩磁、矫顽力均随之下降.不同晶粒尺寸的纳米晶单相Pr2Fe14B磁体,其磁性能随取向度的变化快慢不同,原因在于磁体中的晶间交换作用(IGEC)的强弱不同.随着晶粒取向度的提高,纳米晶单相磁体的矫顽力逐渐增加,这完全不同于烧结磁体.     

冲击波诱导Nd_2Fe_(14)B磁相变的理论计算研究

根据Nd2Fe14B的冲击加载实验,计算了3.3—7.2 GPa压力范围内冲击波阵面上压力与温度的关系.基于分子场理论,引入压力等效场,改进了双亚点阵理论模型,并分析了在不同温度和压力下Nd2Fe14B的磁性转变机理.计算了压力对Nd2Fe14B磁致伸缩系数、磁化率、磁化强度以及居里温度的影响,给出了Nd2Fe14B发生铁磁–顺磁相变的压力和温度判据.计算结果表明:压力使Nd2Fe14B的居里温度逐渐向低温区转移,当压力从0 GPa增加到1.15 GPa时,居里温度从584 K降至292 K;随着压力的增加,Nd2Fe14B的磁化强度不断下降,且临界去磁压力随温度的升高呈下降趋势;在3.3—7.2 GPa压力范围内,Nd2Fe14B发生了铁磁-顺磁相变.     

Ce_(0.8)Pr_(0.2-x)Nd_xO_(2-δ)(x=0.02,0.05,0.1)固溶体的合成与性质研究

采用溶胶-凝胶法制备了双稀土掺杂氧化铈Ce_(0.8)Pr_(0.2-x)Nd_xO_(2-δ)(x=0.02,0.05,0.1)固溶体。X射线衍射分析阐明,经800℃烧结的全部固溶体都形成了单相立方萤石结构,平均晶粒尺寸在20~25 nm之间。拉曼光谱结果阐明,固溶体Ce_(0.8)Pr_(0.2-x)Nd_xO_(2-δ)是具有氧空位的立方萤石结构,适量的掺杂Nd有利于Ce_(0.8)Pr_(0.2-x)Nd_xO_(2-δ)氧空位浓度的增加。阻抗谱结果阐明,稀土双掺杂的Ce_(0.8)Pr_(0.2-x)Nd_xO_(2-δ)比稀土单掺杂的Ce_(0.83)Sm_(0.17)O_(2-y)的电导率高,Ce_(0.8)Pr_(0.18)Nd_(0.02)O_(2-δ)的电导率最大,600℃时电导率为1.85×10~(-2)S/cm。     

快淬(Er_(l-x)Sm_x)_2Fe_(17)C_y化合物的结构与磁性

用快速急冷方法制备了(Er_(1-x)Sm_x)_2Fe_(17)C_y(x≤0.8,1.5≤y≤2.5)化合物,它们具有菱方Th_2Zn_(17)型结构,并且在高温是稳定的。与相应的不含C的(Er_(1-x)Sm_x)_2Fe_(17)化合物比较,当C含量y=2.5时,引起单胞体积增加～6.3％,居里温度增加约330—360K,并使室温饱和磁化强度显著提高。当y≥1.5时,含Sm样品在室温时均显示出轴各向异性,(Er_(0.2)Sm_(0.8)_2Fe_(17)C_(1.5)化合物的室温各向异性场H_α=8T。     

R_2Fe_(14)B(R=Ce,Pr,Gd)磁晶各向异性常数K_1,K_2随温度的变化

本文在1.5—300K温度范围内测量了R_2Fe_(14)B(R=Ce,Pr,Gd)各向异性常数K_1,K_2和各向异性场H_A随温度的变化。同时用单离子模型计算了Pr~(3 )离子对Pr_2Fe_(14)B磁晶各向异性的贡献,得到与实验值半定量符合的结果。