稀土永磁材料:回顾与展望(下)——纪念稀土永磁问世50周年

正5含有填隙原子的稀土永磁材料在Nd_2Fe_(17)中加入B形成新的三元化合物Nd_2Fe_(14)B,改变了原子间距,导致磁化强度和居里温度的大幅度提升并使得易基面的磁晶各向异性改变为单轴各向异性。除了形成新的化合物以外,原子间距的改变还可以通过引入填隙原子来实现。1990年Coey~([30])和Yang~([38])研究发现,原子直径很小的氮、碳等元素在稀土-3d过渡金属化合物里占据     

基于金刚石氮-空位色心的裂纹无损检测

磁场测量在材料科学、电子工程、电力系统甚至工业领域中扮演着极其重要的作用,尤其是磁场测量为工业无损检测提供了安全又可靠的工具,而磁场测量的灵敏度决定了检测的最高水平。金刚石氮-空位(NV)色心是最近几年发展的一种新型的量子传感器,外界磁场存在会导致金刚石NV色心的基态能级发生塞曼劈裂,通过光学探测磁共振技术(ODMR),利用微波源和锁相放大器探测NV色心的共振频率,最后由共振频率的变化可以精准地计算出出外界磁场的大小和外界磁场变化的灵敏度。实验中将含有高浓度NV色心的金刚石与光纤进行耦合实现磁场扫描式探针的制备,之后对磁化后的铁板焊缝表面裂纹进行扫描,并将扫描的结果绘制成二维磁力分布图,根据磁力分布图的磁场梯度变化可以非常准确地判断出裂纹的位置和大小,为工业安全提供了非常有效的诊断工具。     

小分子酸与高分子酸在油中扩散行为的分子动力学模拟

为深入了解小分子酸和高分子酸在油中的扩散行为,利用分子动力学方法分别对甲酸和环烷酸在不同含水量油中的扩散行为进行了模拟研究。根据均方位移计算了两种酸在不同含水量油中的扩散系数,通过径向分布函数观察了两种酸的不同官能团与水分子形成氢键的情况,并且分析了不同酸油模型的动能变化。结果表明:环烷酸的扩散系数明显小于甲酸,且其下降趋势较甲酸平缓;两种酸中羰基氧原子比羟基氧原子更易与水分子形成氢键;酸油模型中水和酸含量越高,形成的氢键数目越多,所具有的动能越大,分子间相互撞击所释放的能量更强,更容易破坏油分子结构的稳定性。     

美制造新晶体材料可提高光伏电池效率

美国每日科学网站报道指出,晶体是二极管的核心。这里所说的晶体并不是存在于石英中的自然形成的晶体,而是人工制造用以组成合金（例如氮化铟镓）的晶体材料。这种合金可形成发光二极管（可见光频段内）及激光二极管（蓝色紫外频段内）的发光区域。     

自制臭氧消毒活氧机

在日常生活中,果蔬、餐具消毒一般都用84、滴露、洗洁精、高锰酸钾等。不是说不能用,但是毕竟都是化学品,长年累月,日积月累就会残留大量有害的物质,对身体造成损害。现在有一种最绿色最安全的消毒机,那就是臭氧消毒机。臭氧的分子式是O3(三原子氧),它非常活泼,能使许多有机物发生化学反应,要夺取空气中的氧原子,形成2O2,所以它具有非常强的氧     

Sm_2Fe_(17)C_x化合物的磁性能

本文介绍用x射线衍射、热磁分析及超导量子干涉磁强计对铸态Sm2Fe（17）Cx化合物的结构特性和磁性能进行的系统研究，其中0≤x≤1．5。晶体结构研究表明，三元系碳化物形成三角晶Th2Zn（17）型结构，在室温下晶格常数随x增高而增大，从而证明碳以填隙方式代换。居里温度随x增高而急剧升高，从X＝0时的TC＝130℃到X＝1．5时的Tc＝247℃。在2：17结构中引入填隙碳原子能导致Sm2Fe（17）Cx化合物的磁晶各向异性的剧变．K1值随x增高而增大，并且会出现易面各向异性向易轴各向异性的转变。     

油污对湿法脱硫过程中离子浸出与传质特性的影响

基于湿法烟气脱硫中试装置,进行了油污对石灰石/石膏湿法脱硫过程影响研究,测试了浆液中油污对离子浸出、SO32-氧化、传质阻力、SO2吸收速率、石膏晶体形貌的影响。结果显示:未燃尽的油污中包含大量的憎水官能团,CaCO3颗粒表面会形成一层薄薄的油膜,离子扩散传质阻力加大,Ca2+、Fe3+、Mn2+浸出量均随着油污含量增加以及pH值的降低而降低。浆液中的油污会形成胶质,降低浆液中颗粒的沉降速度,导致SO32催化氧化气氛变弱,浆液中的SO32-含量增加。气相传质总阻力随浆液中油污含量的增加而增加,油污对SO2-吸收速率有明显的抑制作用,且pH值越低,抑制作用更明显。扫描电镜照片表明:油污加入后石膏晶体形态出现杂乱的不同形状,加大了晶体颗粒的比表面积,使石膏晶体难于脱水。     

单次放电空气等离子体的动力学机理

为研究单次放电空气等离子体动力学机理,完善等离子体助燃理论,通过耦合组分浓度方程、能量传递方程以及Boltzmann方程建立等离子体动力学模型,分别对单次空气放电等离子体中的电子能量损失、氮粒子和氧粒子浓度的演化规律进行了研究分析。结果表明:电子能量损失主要存在于电子与氮、氧分子间的振动激发、电子态激发以及氮分子的电离等过程;随着时间的增长,氮分子振动激发态、氮原子粒子浓度先快速增加然后基本保持不变,氮分子、氮原子电子激发态、O2(b1)、氧原子以及氧原子电子激发态粒子浓度先增大后减小,而O2(a1)粒子浓度则不断增大。     

用作超级电容器的聚苯胺基活性炭材料

以聚苯胺为碳源、氯化锌为活化剂,800℃炭化活化制备了一种含氮、氧原子基团的活性炭.采用X-射线光电子能谱(XPS)、Boehm滴定和比表面测试对炭材料进行表征.在6 mol/LKOH电解质溶液中,扫描速率为2 mV/s条件下,利用循环伏安和恒流充放电研究其电化学性能,活性炭电极材料比电容达174 F/g.在500 mA/g的电流密度下循环2 000次后其容量仅衰减3.5％.研究表明:该材料的高比容量和良好的循环可逆性是由于活化使其比表面积增加以及含氮、氧原子基团的结果.     

Sm—Fe—N系化合物永磁材料

文章对SmFeN系化合物永磁材料的结构和内禀磁性作了简要叙述。Sm_2Fe_(17)化合物在填隙氮原子进入品格后,晶体结构不发生变化,但晶胞体积发生膨胀。居里温度的升高是由于Fe—Fe原子间相互作用的明显增加,而填隙氮原子的加入产生品格膨胀减弱了Fe—Fe原子间短原子间距的影响。同时氮原子的大负电性吸引了稀土和铁的传导电子,阻止了R传导电子向Fe的3d带转移,导致Fe的原子磁矩明显增加。另外Sm_2Fe_(17)Nx有一个很大的单轴各向异性场(H_A=14T)。这些条件使之可成为优异永磁材料。文章还叙述了几种制造SmFeN化合物永磁的工艺,报道了目前实用磁体的开发动态。