稀土永磁材料Sm_2Fe_（17）N_y磁体的最佳工艺

在深入探讨三元稀土铁基化合物Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｙ的制备工艺和磁性能的基础上，确定熔炼母合金、渗氮、球磨及粘结等制备优化的Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｙ磁体具体工艺过程的技术参数．制取了居里温度Ｔｃ＝７４６Ｋ，最大磁能积（ＢＨ）ｍａｘ＝１９９ｋＪｍ－３的Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｙ粉末与粘结体．     

一种新颖基于半桥电路的功率电感测量方法

针对传统方法在测量高频大电流电感所遇到的困难,提出了一种新颖的基于半桥电路的功率电感测量方法。半桥法能够满足测量功率电感所需的励磁电流条件,包括频率和交直流分量的大小;能够反映电感磁芯的动态磁化过程,从而提供更具参考价值的电感量测量结果。     

超高密度图案化磁记录介质中偶极作用与热辅助磁化研究

由于记录介质的超顺磁效应,传统的水平磁记录方式已经达到理论极限。为了实现特比(Tb,1Terabit=240bit)级的超高密度存储,各种记录方案正在探索之中,其中图案化介质和热辅助磁记录技术被认为是最有发展潜力的方向,如果将两者结合则记录密度会更高。笔者结合已有的实验数据与前人的理论工作,通过有限差分法求解动力学方程和Monte Carlo随机方法,重点研究了以下几个与图案化介质及热辅助磁化技术有关的问题:(1)针对数值微磁学中矩形网格处理复杂边界时计算精度较低的问题,利用磁体本身的几何对称性和退磁张量的性质,通过在实空间求积分的方法解析地推导了等边三棱柱的退磁张量。根据这一张量表达式,可以得到任意精度的退磁因子,把这一结果应用在微磁学的网格划分当中,可以提高对复杂边界的处理能力。(2)为了能够在数值计算中高效地求出系统中的偶极作用能,解决由于偶极作用长程性带来求和速度收敛缓慢的问题,笔者通过重新定义网格求和方程,并采取分段处理的方法,解决了Lekner求和法中由于对称性降低而导致的奇异性问题,成功地把Lekner求和法从三维周期性边界条件下的库仑作用系统,推广到了二维周期性结构的磁偶极作用系统。应用Lekner求和法,可以高效地处理图案化介质这类规则排列的磁偶极子系统中、偶极作用能的计算问题。(3)为了深入理解偶极作用能对信息位稳定性与信息写入过程的具体影响,为实际设计图案化记录系统时选择合适的图案化介质提供理论指导,笔者通过求解二维系统的动力学方程,研究了有限阵列和周期性边界条件阵列磁性颗粒间偶极作用能对系统静态与动态性质的影响。发现有限阵列的静态磁学性质,诸如剩磁状态、矫顽力等与系统的大小密切相关,而磁化动力学过程则不受系统大小的影响。发现偶极作用能对系统的磁化强度翻转模式有决定性的作用。对于有限阵列来说,在平面各向异性的水平磁化翻转过程中,由偶极作用强度决定了三种翻转模式,即一致转动、成核模式及这两种模式的过渡区域;在垂直各向异性的垂直磁化翻转过程中,由偶极作用强度决定了四种翻转模式,即成核模式、非线性激发、旋卷模式以及成核与旋卷的过渡区域。对于周期性边界条件下的阵列,由磁场脉冲持续时间和偶极作用强度共同决定了中心磁矩翻转类型相图,相图可以分为五种翻转类型,即关联翻转、过冲翻转、下冲翻转、弹道翻转以及未发生翻转区。(4)为了理解偶极作用能对系统热稳定性的影响以及温度不均匀性对热辅助写入过程的具体影响,笔者运用Monte Carlo方法研究了这两个问题。发现偶极作用能的增加,会导致系统闭锁温度的升高,从而提高系统的热稳定性。在高斯分布型的稳定温度场中,发现根据温度场的半高宽,可以把翻转过程分为三类不同的成核模式,即边缘成核而后中心扩展模式、边缘成核而后边缘扩展模式以及两种模式的混合模式,并且翻转弛豫时间的对数与半高宽导数之间成分段的线性关系,其分段点受外场和中心温度的影响。而对于给定半高宽的温度场来说,弛豫时间与温度的关系与经典成核理论描述均匀温度场中弛豫时间与温度的关系相似,只是此时的能量势垒和比例系数都与温度场的半高宽有关。     

高铁赤泥中铝的赋存状态及铝铁分离技术研究

针对拜耳法高铁赤泥无害化处置与资源化利用难题,研究了高铁赤泥中铝的赋存状态及其对铝铁分离的影响。借助XRD、铁化学物相分析、SEM-EDS等检测手段,主要关注高铁赤泥的化学组成、矿物组成以及铝的赋存状态等工艺矿物学特征。赤泥的主要组成矿物为褐铁矿、赤铁矿和铝针铁矿和钛铁矿。查明赤泥中的铁主要以针铁矿、赤铁矿的形式存在;铝主要以类质同象存在于针铁矿中,形成铝针铁矿,部分以三水铝石的形式存在,铁铝共生关系密切。赋存于针铁矿中的铝采用常规物理分选方法无法实现铝铁分离,利用磁化焙烧和悬浮焙烧预还原-电炉熔炼工艺分别尝试对高铁赤泥进行铝铁分离,磁化焙烧能够实现赤铁矿、针铁矿向磁铁矿的定向转化,但不能有效破坏铁矿物中铝的类质同象结构,无法实现铝和铁的分离,导致磁选铁精矿中TFe品位低、Al2O3含量高;悬浮焙烧预还原-电炉熔炼工艺能有效实现高铁赤泥的铁铝分离与综合利用,当原料TFe品位为46.85%、Al2O3含量为13.31%时,可获得TFe 92.86%的炼钢用生铁,同时所得到的矿渣产品可以作为生产铝酸盐水泥熟料的原料。可见,悬浮焙烧预还原-电炉熔炼工艺可以有效破坏矿石内部铝和铁类质同象的晶格结构,实现了铝铁的高效分离,为高铁赤泥的无害化处置与资源化利用提供了新途径。     

水的磁化对结冰的影响初探

通过采用高效多用途磁化器使水磁化,实验研究了磁化对水的最低不结冰温度的影响,发现磁化后水的结冰温度降低1℃左右,有利于提高过冷水蓄能效率、增加蓄冷系统经济效益和节约能源。     

2:17型稀土钴永磁体磁饱和度对其不可逆损失的影响

采用亥姆霍兹线圈测试不同磁饱和度及工作点(P_c)的2:17型钐钴磁体温度老化前后的磁通,计算经温度老化后的不可逆损失,探讨了老化温度、永磁体磁饱和度及P_c对其不可逆损失的影响。结果表明,永磁体的不可逆损失随老化温度的升高、磁体磁饱和度的降低及P_c的降低而变大。不可逆损失绝对值小于1%时,老化温度为200℃,P_c=0.27的磁体磁饱和度需要超过53.6%,而P_c=1.78仅需超过31.5%,老化温度为300℃,P_c=0.27的磁体的磁饱和度需要超过88.6%,而P_c=1.78的磁体仅需超过68.1%。     

双筒永磁向心轴承磁力工程化解析算法研究

针对径向磁化的双筒永磁轴承存在磁力计算复杂、由等效磁荷法得出的磁力数学模型不便推广到多筒永磁轴承及缺乏具有明确参量关系的工程化解析磁力计算公式等问题，该文用标量磁位的拉普拉氏方程经复变函数的保角变换等方法，得出一个简明的工程化磁力解析计算公式。该式能明确反映出磁力与相关参量的关系，也便于推广到多筒永磁轴承磁力计算。该式表明：径向磁化的双筒永磁轴承径向磁力分别与磁筒轴向有效长度、剩磁感应强度和永磁圆筒平均半径处磁通密度成正比，磁力随内外磁筒间隙的增大而减小，随间隙半径和径向偏心的增大而增大。实验证明，该模型计算值与实测值基本接近。这为设计径向磁化的双筒永磁轴承和具有更大承载力的多筒永磁轴承提供了一个实用的工具。     

小波分析方法在磁光记录薄膜基本特性分析中的应用

利用小波分析方法取代传统的傅立叶方法对微弱的磁光记录薄膜信号进行分解、滤波和局部信号处理,大大提高了测量的灵敏度,更好地分析了磁光记录薄膜的基本特性。     

磁场诱导下纳米镍纤维的制备及静磁性能

以乙二醇为溶剂,采用液相还原法成功制备了纤维状磁性金属镍。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜与振动样品磁强计对样品进行了表征和分析,研究外加均匀磁场对磁性镍粉的形貌和性能的影响。结果表明,未加磁场时,反应产物为链状镍纤维,当外加均匀磁场为0.3T时,反应产物变成线状镍纤维。二者得到的产物均为面心立方金属镍。链状镍纤维的比饱和磁化强度和矫顽力分别为47A·m2/kg及15.52kA/m,而线状镍纤维随着反应物浓度的变化,比饱和磁化强度分别为49A·m2/kg、42A·m2/kg、42A·m2/kg,矫顽力分别为14.96kA/m、18.94kA/m及20.22kA/m。分析认为这种差异可能是镍纤维的粒径差异以及形状各向异性等所导致。     

磁通可控永磁同步电动机的磁化

提出一种调速机理异于常规永磁同步电动机的新型电动机--可控磁通永磁同步电动机.在需要调速时,通过定子绕组施加一定强度的直轴电流脉冲对磁体进行去磁或充磁,在正常运行时采用i_d=0的控制策略,而独特的转子结构保证交轴磁动势不对磁体的磁化状态产生影响.由于确定磁体磁化后的最终状态是调磁变速分析的关键,本文建立了包括初始磁化和反复磁化两种情况下的磁化分析模型,扩展了现有的磁化比率曲线.将局部磁滞回线预测模型与磁体的磁化模型相结合,建立了永磁体的磁化状态计算方法.依据该计算模型,计算了不同磁化电流下的气隙磁通密度及相应的电动势波形.样机的实验结果与有限元计算结果较为吻合,证明了该电动机实现磁通可调的可行性和磁化模型的正确性.