NdFeB系纳米双相复合永磁材料研究现状及发展趋势

介绍了纳米双相复合永磁材料的研究新进展.讨论了合金成分、添加微量元素以及制备工艺对磁性材料微观结构和磁性能的影响,同时说明了磁交换耦合作用对纳米复合永磁材料磁性能的影响.     

外补偿法改善永磁体温度稳定性的研究进展

本文介绍了外补偿法改善永磁体磁性能温度稳定性的工作原理,综述了近年来外补偿法的应用现状,以及外补偿法对Nd-Fe-B永磁体进行磁性能温度补偿的应用情况和研究状况,阐述了补偿设计中所需的关键材料磁温度补偿合金的合金成分和制备工艺方面的研究进展,提出通过外补偿法使Nd-Fe-B永磁体取代Sm-Co磁体的可能性,指出存在的主要问题是磁温度补偿合金的热磁性能达不到要求,缺乏配套的高性能耐腐蚀的Nd-Fe-B永磁体,磁温度补偿合金与Nd-Fe-B永磁体之间的匹配问题,以及相应的磁路设计、组合磁体的表征方法等.     

纳米晶复合永磁材料磁性能的模拟研究

采用计算机模拟的方法计算了纳米晶复合永磁材料的磁性能, 并对软磁相比例对磁性能的影响进行了研究. 结果显示, 当软磁相比例增加时, 由于软磁相高的饱和磁极化强度以及软硬磁相间的交换耦合作用的影响, 剩磁逐渐增加, 但矫顽力则随着软磁相的增加而逐渐下降.     

TbDyFe超磁致伸缩薄膜的低场磁敏特性

采用磁控溅射法制备了TbDyFe超磁致伸缩非晶薄膜,研究了真空热处理退火及软磁性Fe薄膜的交换耦合作用对TbDyFe超磁致伸缩的低场磁致伸缩性能的影响.研究结果表明:真空退火处理通过改善薄膜的微结构及应力状态,有效地提高薄膜了的低场磁敏性能;易磁化方向平行于膜面的软磁Fe膜的复合,使薄膜平行于膜面的易磁化性能大大提高,复合薄膜的强制磁致伸缩系数(dλ/dH)提高3倍以上.单层薄膜厚度越小,交换作用越强,低场磁致伸缩性能越好;当薄膜厚度大于交互作用距离、薄膜的总厚度不变时,单层薄膜的厚度变化对复合薄膜的磁致伸缩性能没有影响.     

动态晶化对纳米晶交换耦合Nd2Fe14B/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／m^3。     

Nd-Fe-B/α-Fe交换耦合纳米复合多层膜磁体

纳米复合磁体是Ｋｎｅｌｌｅｒ和Ｈａｗｉｇ于 1991年研究发现的一种复合材料磁体 ,因其具有交换耦合的软磁相与硬磁相微细 (其尺寸相当于磁畴壁宽度的大小 )混合组织 ,故而在退磁场下会阻碍软磁相磁化反转 ,作为整个磁体则如同单一的硬磁体 ,并且磁性颗粒之间的交换耦合还会诱发高的Ｂｒ。如果硬磁相呈取向理想的复合结构的情况下 ,就有可能具有超越Ｎｄ Ｆｅ Ｂ磁体的磁特性 ,可望实现剩余磁通密度Ｂｒ 极高的廉价永磁体之工业生产。因为纳米复合磁体的磁特性对其复合结构的依赖关系很强 ,所以为了获得超高性能磁体就必须了解磁特性随磁体…     

磁记录介质材料

Sm-Co/Cu薄膜的结晶结构及磁性与厚度的关系由于磁记录介质粒子的微细化,其交换作用减小,相对热能而言磁能减小,因此热涨落的影响就突现出来,使之出现极不稳定性。为此必须制备高磁晶各向异性能的磁性材料,由此对磁晶各向异性能(Ku)大于107J·m-3以上的Sm-Co薄膜引起人们极大关注。实验发现这种膜在很短的自然时效(一般在12h以上)就出现磁性恶化,即矫顽力下降,从而使磁记录工作出现差错,为此武井重人(日本)等人开发了Sm-Co/Cu薄膜。Sm-Co层与Cu基层在玻璃基板上连续制备,制备容器内初压为1~2×10-6Torr,Cu底层在基板不加热情况下以0·…     

快淬速度对Nd9.5Fe76Zr3Co5B6.5纳米晶复合永磁合金磁性能和微观结构的影响

以Nd9.5Fe76Zr3Co5B6.5合金为研究对象,研究了不同快淬速度(8~65 m/s)对合金的磁性能、交换耦合作用和微观结构的影响。结果表明,快淬速度对合金退火后的微观结构和磁性能具有显著地影响,适当的快淬速度将使合金退火后的晶粒细化、分布均匀,提高软、硬磁性相间的交换耦合作用,进而提高合金的磁性能。当淬速为15 m/s时,合金退火后具有最佳的综合磁性能:Br=0.976 T,Hcj=711.57 kA/m,(BH)max=150.61 kJ/m3。     

超磁致伸缩TbFe/FeAI多层膜的研究

采用直流磁控溅射法制备了TbFe/feAl超磁致伸缩多层膜,研究了FeAl薄膜的复合对TbFe薄膜磁性能以及热处理温度对TbFe/FeAl磁致伸缩多层膜磁致伸缩系数的影响.结果表明.ThFe层与FeAl层之间的交换耦合作用以及热处理能明显提高薄膜的软磁性能和磁致伸缩性能;与TnFe单层膜相比,TbFe/FeAl多层膜水平方向的矫顽力从59.2kA·m-1降低到29.6kA·m-1;经最佳退火处理(350℃×60min),获得了较低的饱和磁场强度和矫顽力,分别为H =96kA·m-1和,H =16kA·m-1;外加磁场400kA·m-1时,ThFe/FeAl磁致伸缩多层膜磁致伸缩系数可达574×10-6.     

不同结构Sm-Co/α-Fe多层膜体系磁性能的研究

利用微磁学理论,研究了周期及准周期结构Sm-Co/α-Fe交换耦合多层膜体系的剩磁、内禀矫顽力与体系厚度及层数的关系.研究结果表明:当体系厚度较大且层数较少时,周期结构的磁性能优于准周期结构的磁性能;但当体系厚度较小层数较多时,则是准周期结构的磁性能优于周期结构的磁性能.这对交换耦合多层膜磁体的制备有一定的指导意义.     

Nd-Fe-B基纳米复合永磁材料矫顽力及其机制的研究进展

重点探讨Nd-Fe-B基纳米复合永磁材料晶间交换耦合作用对有效各向异性和矫顽力的影响,对Nd-Fe-B基纳米复合永磁材料矫顽力机制进行讨论分析。硬磁相之间的耦合在反磁化场作用下将促进畴壁位移和磁距反转,不利于提高纳米复合永磁材料的矫顽力,在晶间形成适当的非磁性相减弱硬磁相之间的耦合作用可一定程度地提高纳米复合永磁材料矫顽力。除形核场、自钉扎作用外,晶粒内部缺陷的钉扎效应能阻止反磁化畴壁的位移,可进一步提高纳米复合永磁材料矫顽力     

纳米复合稀土永磁材料

综述了近年来稀土永磁材料发展的一个热点方向－纳米复合稀土永磁材料，分析了硬磁相与软磁相的交换耦合作用；对当前制备纳米复合稀土永磁材料的方法，如机械合金化、 熔体快淬法、磁控溅射法和HDDR法等进行了简单介绍；阐述了纳复合永磁材料的特点和改善其性能的方法。     

永磁材料的应用及其新进展

永磁体是产生恒定磁场的功能材料，是一种清洁的能源，应用日益广泛。本文首先简单介绍水磁材料在能源开发和节能中的作用。接着，分别叙述永磁铁氧体、Nd-Fe-B系合金永磁体和Sm-Co系高温永磁体的具体应用及对材料的要求。     

烧结Nd-Fe-B磁体的热静态充磁

研究了两种不同剩磁、不同内禀矫顽力的烧结Nd Fe-B磁体在Sm- Co磁路中的热静态充磁,结果表明,在约290℃下以低于4428 Oe的弱气隙磁场即可实现各种烧结Nd-Fe-B磁体的饱和充磁.这可能是因为烧结Nd-Fe-B磁体在温度为T＝Tc(20～30℃)下磁化率达到最大值的缘故.本文还用二维有限元软件计算了Sm-Co磁路在290℃下的气隙磁场.     

稀土钐钴永磁功能合金膜的电沉积制备及磁学性能

在尿素-NaBr-KBr-甲酰胺体系中电沉积制备稀土-铁系金属（Sm-Co）合金,研究沉积液中主盐浓度配比、电流密度等工艺参数对沉积膜的形貌及合金含量的影响。用扫描电镜（SEM）观察金属Sm-Co合金沉积膜表面形貌,结果表明,金属Sm-Co合金沉积膜较平整均匀,呈现银灰色;X射线衍射（XRD）分析表明稀土金属Sm-Co合金为SmCo5六方晶体;特征X射线谱（EDS）证明沉积膜由金属Sm、金属Co和极少量的O、C组成,单质Sm的含量（质量分数）为29.07%,单质Co含量为63.51%;Sm与Co的摩尔比约为1：5;经Ar离子对样品表面层溅射后,X射线光电子能谱（XPS）测定结果进一步证明,沉积层为单质Sm和单质Co。并研究了Sm-Co合金的磁学性能,如矫顽力、磁矩及最大磁能积。用聚乙烯醇保护膜涂附可以防止稀土合金氧化。     

主族元素掺杂对SmCo5合金结构和磁性能影响的第一性原理计算

建立了以Al、Ga、In、Sn等元素为例的主族元素掺杂SmCo₅合金的计算模型,基于第一性原理结合统计热力学方法研究了添加元素本征特性、掺杂浓度和温度对合金物相结构和磁学性能的影响。计算结果表明,主族元素的优先占位受元素理化性质和掺杂体系占位空间大小两方面的影响;Al和Ga的添加有利于SmCo₅体系保持结构稳定性,且Al的占位概率随温度变化不明显,适用于较宽的温度范围。几种主族元素添加均削弱SmCo₅体系的总磁矩,而In掺杂体系具有相对较大的总磁矩,主要原因是In原子半径较大,引起掺杂体系晶格畸变,使In周围次近邻的Co原子出现磁矩增大的现象,对体系的总磁矩下降具有弥补作用。基于计算结果分析优选出利于SmCo₅体系结构稳定性和磁性能的主族元素Al和In,且预测了Al和In的最佳掺杂浓度范围。     

快淬工艺制备钕铁硼纳米复合稀土永磁材料

纳米复合稀土永磁材料具有很高的理论磁性能,因而被认为是最具有发展潜力的新型永磁材料之一。本文以钕铁硼永磁材料为主要对象,介绍了熔体快淬法制备纳米复合永磁材料的工艺方法和研究进展,分析了合金成分、快淬工艺参数等材料微结构与磁性能间的关系,展望了快淬工艺制备纳米复合永磁材料的应用开发前景。     

Effects of oxygen and carbon on the magnetic properties and microstructure of Sm2Co17 permanent magnets

The research on the sintered Sm2Co17 permanent magnets prepared by metal injection molding is still at the exploratory stage. Carbon and oxygen are two key factors that influence the magnetic properties. In this article, the effects of oxygen and carbon on the properties and microstructure of the magnets have been studied. The results indicate that oxygen consumes the effective Sm content of the magnets and forms Sm2O3-the non-magnetism phase, which result in the deterioration of the magnetic properties. Besides, the magnetic properties decrease in evidence with increasing carbon content. The main factor that affects the magnetic properties is the deterioration of the microstructure of the magnets. The Sm（Co, Cu）5 phase decreases, whereas the cell size increases with the increase of the carbon content. When the carbon content is above 0.43 wt.%, the Sm（Co, Cu）5 phase is not enough to form a uniform cellular microstructure. Thus the magnetic properties disappear. ZrC is detected in the magnets by XRD when the carbon content is above 0.21 wt.%. ZrC also reduces the properties of the magnets.     

Fe-Pt纳米晶永磁材料的研究进展

Fe-Pt纳米晶永磁材料由于在微电机械、医疗器械和高密度磁记录领域的良好应用前景而受到广泛的关注。本文简述了Fe-Pt纳米晶永磁材料目前的研究工作，介绍了该类合金的结构特点和交换耦合作用机理，重点叙述了有关制备工艺和元素添加对其磁性能影响的研究。     

NdFeB粘结磁体材料研究新进展

综述了NdFeB粘结磁体粉末材料制备技术研究的主要进展.介绍了NdFeB粘结磁粉的主要制备方法及其工艺特点,讨论了不同制备工艺以及添加微量合金元素对NdFeB合金磁粉材料微观组织结构和磁性能的影响.在此基础上,指出了进一步提高NdFeB粘结磁体材料磁性能的可能途径及今后研究工作的方向.