高性能纳米复合永磁材料的模拟计算研究

构造了在软磁相基体中析出规则形状硬磁相的各向同性和各向异性纳米复合永磁材料Pr2Fe14Bα-Fe.利用微磁学的有限元法，模拟计算了样品的磁滞回线.通过对剩磁、矫顽力和最大磁能积与软磁相厚度的关系分析，发现在软磁相厚度为0—12nm的范围内，复合磁体的矫顽力随软磁相厚度的增加而单调下降，而最大磁能积则是在适当的矫顽力和剩磁下达到最高.预计纳米复合Pr2(Fe,Co)14Bα-(Fe,Co)的各向同性磁体的最大磁能积最高可达248kJ/m3，而各向异性磁体则高达784kJ/m3. 关键词： 纳米复合永磁 矫顽力 剩磁 磁能积     

利用脉冲强磁场测量稀土钴永磁合金的磁滞回线

近年来,稀土和过渡族金属元素的合金的磁性研究十分活跃,特别是稀土钴永磁合金的出现,无论在磁性基础理论或者是应用方面,都引起了人们很大的兴趣.稀土钴永磁合金显示出优异的永磁性能,如内禀矫顽力iHc可高达3184kA/m(40kOe) 各向异性场Hk超过15920kA/m(200kOe),磁能积(BH)max达到240 kJ/m3(30MGOe)以上.为了研究稀土钴永磁体的高矫顽力和高各向异性的机制,以便进一步改进工艺条件,提高性能,必须研究样品的磁滞回线.通常的各种磁测仪器不适合这类材料的测量.我们在已有的能产生 40 T(400,000G)的脉冲磁场设备上建立了一台稀土钴永磁体…     

烧结Nd25.5Dy6.5Co13FebalM1.05B0.98磁体温度稳定性和力学性能研究

本文采用速凝甩带-氢破-气流磨-取向成型-烧结回火等工序,同时添加Dy和Co元素,制备了烧结Nd_25.5Dy_6.5Co₁₃Fe_balM_1.05B_0.98磁体(Co13磁体),室温下磁能积(BH)_max=30.88 MGOe,矫顽力H_cj=19.01 kOe.与Nd₃₀Dy_1.5Co_0.5Fe_balM_1.05B_0.98(35SH)磁体相比, Co13磁体的室温磁性能略低,但温度稳定性显著提升,剩磁温度系数α从–0.136%/℃提升至–0.065%/℃(室温—180℃);居里温度T_C从310℃升高至约454℃;最高使用温度T_W从165℃提升到约200℃.力学性能测试和断口分析表明, Co13磁体中由于Co含量较高,主相晶粒发生解理断裂的比例提高...     

粉末粒度离散性对NdFeB磁性能的影响

制备了一种NdFeB永磁材料,探讨了制粉前处理方式对粉末离散性、粒径及成品NdFeB永磁体结构与性能的影响。原材料经熔炼、粗破碎后,采用高速风选和高压氢爆2种制粉前处理方式,然后采用同样的成型、烧结和回火工艺制备得到(PrNd)32.3Nb0.70Al0.60Cu0.20B1.03Fe65.17合金,并系统研究了该合金的显微结构和磁性能。结果表明:高压氢爆处理后得到的粉末粒度呈单分散性,粉末粒径较细,所制备得到的磁体样品的微观结构均匀性也较好;高压氢爆处理后制得的磁体样品剩余磁通密度比高速风选制粉方式得到的磁体样品高0.047 T,内禀矫顽力高 193.4 kAm－1,最大磁能积高24.6 kJm－３。     

第三代稀土永磁材料

永磁材料是人类最早发现和最早应用的磁性材料,它在当代的许多传统工业和新兴技术中都有着广泛的应用.永磁材料是指经过外磁场磁化后能长久保持其磁性的强磁材料.一般标志永磁材料性能的有三个主要参量:材料的单位体积中所存储的磁能,称为最大磁能积或简称磁能积,用(BH)m表示;抵抗外界磁干扰和自身退磁作用的能力,称为矫顽力,用Hc表示;磁化后去掉外磁场所剩余的磁感应强度,简称剩磁,用Br表示.这三个参量越大,表示永磁材料的性能越好.通常也单用磁能积(BH)m的大小来表示永磁材料的优劣.在不同应用情况下,再考虑和比较其他的永磁性和物性. …     

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。     

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     

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.     

稀土含量对速凝工艺制备(Nd,Dy)-(Fe,Al)-B合金结构和磁性能的影响

采用双合金法制备了不同稀土含量的(Nd,Dy)-(Fe,Al)-B合金系列,研究了稀土含量的多寡对薄带和最终烧结磁体的微观结构和磁性能的影响.研究结果表明,适量的稀土含量(～3145%)不仅能改善速凝带主相(Nd,Dy)₂Fe₁₄B的单相性,还有利于富稀土(Nd,Dy)相在晶界的均匀分布.当主相薄带的稀土含量在接近2∶14∶1相稀土含量时,磁体的内禀矫顽力和磁能积显著提高.当稀土含量较少时,对速凝薄带的合适时效热处理将能有效地提高最终烧结NdFeB磁体的磁特性. 关键词： 双相烧结 速凝技术 微观结构 磁性能     

利用Pr_(70)Cu_(30)晶界扩散改善烧结钕铁硼废料矫顽力的研究

钕铁硼磁体制备过程中出现的部分块体废料由于矫顽力较低,性能难以满足使用要求.本文主要通过晶界扩散技术来提高废料磁体的矫顽力.采用Pr_(70)Cu_(30)合金作为扩散介质,对烧结钕铁硼废料磁体进行了晶界扩散处理,研究了扩散温度、扩散时间和回火时间对扩散后的磁体性能的影响.结果显示,800℃下扩散3 h,磁体的矫顽力从原来的7.88 kOe(1 Oe=79.5775 A/m)提升至11.55 kOe,提升幅度为46.6%,同时剩磁没有明显降低.扩散后回火对矫顽力的提升有一定的作用.800℃下扩散4h后的磁体在500℃回火3h后,最高矫顽力可达11.97 kOe,比原磁体废料提高了51.9%,接近成品磁体的水平.显微组织分析证实了晶界扩散的作用.扩散处理后的磁体中,主相晶粒间形成了连续晶间相,起到有效的磁隔离作用,有利于矫顽力的提高.研究还发现,Pr_(70)Cu_(30)晶界扩散虽然可以使磁体腐蚀电位上升,但也会增加腐蚀电流密度,不利于磁体抗腐蚀性的改善.本文工作对于提高材料的成品率具有重要意义.     

Nd2Fe14B/α″-Fe16N2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Nd2Fe14B/α″-Fe16N2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．     

R2(Fe1-xAlx)14B的内禀磁性和永磁性能(R=Nd和Y)

本文研究了Al在R₂(Fe_1-xAl_x)₁₄B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_16.5B _关键词：     

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.     

NdFeB两段式热处理工艺的研究

通过比较 :在热处理过程中 ,取消 90 0℃中温时效前后 ,N35,N30H型NdFeB磁体的退磁曲线矩形度及最大磁能积 (BH)max等性能参数 ,指出 :两段式热处理工艺可取代三段式工艺。     

Dy与Co对HDDR粘结磁体的温度稳定性与磁性能的影响

添加微量元素Dy和Co后可使HDDR工艺制备的各向同性NdDyFeCoB粘结磁体的温度特性、磁性能以及微晶结构显著改善,从而得到一种具有实用价值的低温度系数、高内禀矫顽力粘结磁体.结果表明:添加适量的Dy和Co可使25—80℃时的磁通可逆温度系数α在-0043%℃左右,25—155℃时的磁通可逆温度系数α=-0056%℃;经155℃老化处理12h不可逆损失hirr为35%;最高内禀矫顽力Hci>1600kAm-1时,最大磁能积(BH)max仍可获得一个较好值. 关键词： HDDR工艺 温度特性 微结构 内禀矫顽力     

烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能一致性与其微观结构的关系

分析了微观结构和热处理工艺对矫顽力的影响,发现在矫顽力一定的情况下,磁体的微观结构越“差”,则保证不同批次磁体矫顽力变化不大于某一给定值所需的工艺条件就越严格;反之则越宽松.就同一炉产品而言,微观结构越好的磁体,其矫顽力受烧结(热处理)炉温度梯度的影响越小,其结果是该炉产品的一致性越高.反之,受温度梯度的影响越大,磁体的一致性也就越低.该研究结果说明:在条件许可的情况下,应首先考虑通过改善磁体的微观结构来提高磁性能一致性. 关键词： Nd-Fe-B永磁体 微观结构 内禀矫顽力 一致性     

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Pr₂Fe₁₄B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Pr₂Fe_{14B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. 关键词： 纳米晶磁体 矫顽力 剩磁}     

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.     

矫顽力新理论与低温下的特大内禀磁硬度

二卷长度一样的声像带,录放节目相差几倍;二台功率相同的发电机,体积和重量相差几十倍;二块大小相当的磁铁,吸引的物体相差几百倍.原因是什么?它们的矫顽力不同是重要原因之一.矫顽力不但是标志磁性材料品质、进行分类的主要依据[譬如矫顽力大于 10 kA/m(126 Oe)的为永磁材料,小于 1kA/m(12.6Oe)的为软磁材料,介于两者之间的称为半永磁材料],而且是为材料创新和改善指引方向的物理量(如分析矫顽力受什么因素控制,从而在制备材料时,有意识地控制这些因素,以达到人们的要求). 矫顽力定义为静态饱和磁滞回线上磁通密度(磁感应强度)B为零时的…     

MnBiDy(Sm)永磁膜的结构和磁性

报道了采用真空蒸镀的方法制备的MnBiDy(Sm)永磁膜的结构和磁性.Mn:Bi:Dy(Sm)的投料比为2:1:0.10.薄膜经过退出处理(350—425℃,保温4h)后,具有NiAs型hcp结构,C轴垂直膜面,剩余磁感应强度B=3.4-6.5kG,内禀矫顽力_MH_c≈3-8kOe,最大磁能积(BH)_(max)=13.39MG·Oe.实验发现,薄膜厚度对MnBiDy(Sm)永磁膜的结构和磁性具有很大的影响. 关键词：