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什么是納米復(fù)合永磁材料

時(shí)間:2009-07-08 21:06:02來源:網(wǎng)絡(luò) 作者:admin 點(diǎn)擊:
納米復(fù)合永磁材料 什么是納米復(fù)合永磁材料
 1、納米復(fù)合永磁材料   納米復(fù)合永磁材料是由納米晶硬磁相和納米晶軟磁相組成,而在硬磁相和軟磁間具有交換作用的復(fù)合永磁材料。由于成分和微結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性,與傳統(tǒng)的永磁材料相比,復(fù)相納米永磁具有全新的特征。
2、納米復(fù)合永磁材料的特點(diǎn) ①理論磁能積高達(dá)960kJ/m3(120MGOe);②由于含鐵量高,成本相對較低;③有更好的加工性能;④有更好的抗腐蝕性能。 納米復(fù)合永磁材料的內(nèi)稟磁性
1、與傳統(tǒng)永磁材料內(nèi)稟磁性的差別   傳統(tǒng)的“內(nèi)稟磁性”僅依賴于材料成分和晶體結(jié)構(gòu)。在納米復(fù)相永磁中,由于晶粒細(xì)化引起的各種交換作用的改變,一些內(nèi)稟磁性已不再完全由成分和晶體結(jié)構(gòu)決定,而依賴于晶粒尺寸、形狀和分布。
2、納米復(fù)相永磁內(nèi)稟磁性——居里溫度  
 居里溫度是指鐵磁材料的自發(fā)磁化消失所對應(yīng)的溫度。納米復(fù)相永磁的居里溫度為自發(fā)磁化消失溫度最低的相對應(yīng)的溫度。對于通常的Nd2Fe14B/α-Fe雙相納米永磁,其中Nd2Fe14B的自發(fā)磁化消失溫度低,故為復(fù)相材料的居里溫度。硬—軟磁相的交換耦合作用顯著增強(qiáng)居里溫度。
 3、納米復(fù)相永磁內(nèi)稟磁性——飽和磁化強(qiáng)度   雙相納米永磁的飽和磁化強(qiáng)度為:Μs=fMSS+(1-f)MHS,但復(fù)相納米永磁中晶粒尺寸、分布等微結(jié)構(gòu)因素對硬磁相和軟磁相的飽和磁化強(qiáng)度也有影響。 4、納米復(fù)相永磁內(nèi)稟磁性——磁晶各向異性   對于復(fù)相納米永磁,由于各相之間的交互作用,磁晶各向異性不再由成分和晶體結(jié)構(gòu)唯一確定。 納米復(fù)合永磁的“剩磁增強(qiáng)”現(xiàn)象
1、納米復(fù)合永磁的“剩磁增強(qiáng)”現(xiàn)象   根據(jù)Stoner-Wohlfarth模型,對于由單軸磁各向異性的單疇粒子組成的各向同性的磁體,其剩磁比(剩磁Mr/飽和磁化強(qiáng)度Ms)的最大值為0.5。到目前為止,所有大晶粒各向同性磁體的剩磁都沒有超越上述界限,但在復(fù)相納米永磁中,剩磁通常大于Ms/2,這就是“剩磁增強(qiáng)”現(xiàn)象(Remanence enhancement)。
2、 納米復(fù)合永磁的“剩磁增強(qiáng)”的判據(jù)   有人把Mr/Ms>0.5作為復(fù)相納米永磁材料產(chǎn)生剩磁增強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn),這是不準(zhǔn)確的。0.5作為評判標(biāo)準(zhǔn)只適合構(gòu)成復(fù)相納米永磁的各個(gè)相都具有單軸磁晶各向異性的情形,而目前幾乎所有被研究的復(fù)相納米永磁系都不具備這一特征。實(shí)際上對于三軸晶系的各向同性多晶體(如α-Fe),按Stoner-Wlhlfarth模型,其最大剩磁為0.832Ms,因此對Nd2Fe14B /α-Fe雙相納米系,剩磁增強(qiáng)的判據(jù)應(yīng)為:Μr=0.832fMSS+0.5(1-f)MHS 。 納米復(fù)合永磁的矯頑力機(jī)理   通常的反磁化過程可分為形核型和釘扎型兩類,它們在熱退磁狀態(tài)后的磁化曲線和磁滯回線上表現(xiàn)出不同的特征:以形核為主的磁化曲線上升很快,起始磁導(dǎo)率較高,用不大的外場就能達(dá)到飽和,其矯頑力通常隨外磁場的增大而增大;以釘扎為主的磁化曲線起始磁導(dǎo)率低,只有當(dāng)外磁場達(dá)到矯頑力時(shí)才增大,其矯頑力與外磁場無關(guān)。按目前的理論,軟磁相在復(fù)相納米永磁中充當(dāng)反磁化形核,反磁化過程受形核控制。而實(shí)際上硬磁相與軟磁相的交換作用阻礙著反磁化疇的擴(kuò)張,對反磁化疇起著釘扎作用。Nd2Fe14B/α-Fe雙相納米永磁的起始磁化曲線之所有表現(xiàn)出既不同于單一的釘扎型、又不同于單一的形核的特征,原因可能就是這個(gè)。對于特定晶體結(jié)構(gòu)的材料,其反磁化機(jī)理會受到材料微組織形態(tài)或元素的添加/取代的影響。如傳統(tǒng)的快淬NdFeB磁體(微晶結(jié)構(gòu))的反磁化過程受形核控制,而納米晶Nd2Fe14B則受釘扎控制。通過調(diào)整微結(jié)構(gòu)和元素添加/取代是目前提高復(fù)相納米永磁矯頑力的兩個(gè)努力方向。
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