【摘 要】
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稀土纳米复合永磁材料作为新型永磁材料比传统的永磁材料具有更优异的磁性能和更广阔的应用前景,因此成为近年来研究的重点之一。本文利用微磁学有限元法分析了Pr2Fe14B/α-F
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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稀土纳米复合永磁材料作为新型永磁材料比传统的永磁材料具有更优异的磁性能和更广阔的应用前景,因此成为近年来研究的重点之一。本文利用微磁学有限元法分析了Pr2Fe14B/α-Fe型永磁的软磁相交换硬化和反磁化行为,主要结果如下:
对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纳米复合永磁材料磁性能的一个有效方法。
对在软磁相-Fe背底中均匀析出硬磁相Pr2Fe14B晶粒的规则样品研究表明,当软磁相的晶间层厚度在3nm且软磁相含量为37.8%时,(BH)max达到最大值211.9 kJ/m3(26.5MGOe),比随机型样品的高约5%;这类样品的不可逆磁化反转率先发生在软、硬磁相的边界处。其Henkel-plot中无负值出现,且正向峰值较大。这是因为模拟样品的宏观尺寸小并且硬磁相晶粒小于实验值,从而导致了磁偶极相互作用不够强、晶间交换耦合作用表现突出。对在硬磁相背底中均匀析出软磁相晶粒的规则样品研究表明,当硬磁相的晶间层厚度为5nm,即α-Fe含量在44.4%时,最大磁能积达到289.7kJ/m3(36.2MGOe)。这个结果明显高于目前实验上各向同性样品Pr2Fe14B/α-Fe的最佳(BH)max值180.7 kJ/m3(22.6MGOe),这将对实验具有一定的指导意义。
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