納米復合永磁材料 什么是納米復合永磁材料
1、納米復合永磁材料 納米復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合永磁材料。由于成分和微結構上的復雜性,與傳統的永磁材料相比,復相納米永磁具有全新的特征。
2、納米復合永磁材料的特點(diǎn) ①理論磁能積高達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。 納米復合永磁材料的內稟磁性
1、與傳統永磁材料內稟磁性的差別 傳統的“內稟磁性”僅依賴(lài)于材料成分和晶體結構。在納米復相永磁中,由于晶粒細化引起的各種交換作用的改變,一些內稟磁性已不再完全由成分和晶體結構決定,而依賴(lài)于晶粒尺寸、形狀和分布。
2、納米復相永磁內稟磁性——居里溫度
居里溫度是指鐵磁材料的自發(fā)磁化消失所對應的溫度。納米復相永磁的居里溫度為自發(fā)磁化消失溫度最低的相對應的溫度。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,故為復相材料的居里溫度。硬—軟磁相的交換耦合作用顯著(zhù)增強居里溫度。
3、納米復相永磁內稟磁性——飽和磁化強度 雙相納米永磁的飽和磁化強度為:Μs=fMSS+(1-f)MHS,但復相納米永磁中晶粒尺寸、分布等微結構因素對硬磁相和軟磁相的飽和磁化強度也有影響。 4、納米復相永磁內稟磁性——磁晶各向異性 對于復相納米永磁,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構唯一確定。 納米復合永磁的“剩磁增強”現象
1、納米復合永磁的“剩磁增強”現象 根據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(méi)有超越上述界限,但在復相納米永磁中,剩磁通常大于Ms/2,這就是“剩磁增強”現象(Remanence enhancement)。
2、 納米復合永磁的“剩磁增強”的判據 有人把Mr/Ms>0.5作為復相納米永磁材料產(chǎn)生剩磁增強的標準,這是不準確的。0.5作為評判標準只適合構成復相納米永磁的各個(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,剩磁增強的判據應為:Μr=0.832fMSS+0.5(1-f)MHS 。 納米復合永磁的矯頑力機理 通常的反磁化過(guò)程可分為形核型和釘扎型兩類(lèi),它們在熱退磁狀態(tài)后的磁化曲線(xiàn)和磁滯回線(xiàn)上表現出不同的特征:以形核為主的磁化曲線(xiàn)上升很快,起始磁導率較高,用不大的外場(chǎng)就能達到飽和,其矯頑力通常隨外磁場(chǎng)的增大而增大;以釘扎為主的磁化曲線(xiàn)起始磁導率低,只有當外磁場(chǎng)達到矯頑力時(shí)才增大,其矯頑力與外磁場(chǎng)無(wú)關(guān)。按目前的理論,軟磁相在復相納米永磁中充當反磁化形核,反磁化過(guò)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(zhù)反磁化疇的擴張,對反磁化疇起著(zhù)釘扎作用。Nd2Fe14B/α-Fe雙相納米永磁的起始磁化曲線(xiàn)之所有表現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)。對于特定晶體結構的材料,其反磁化機理會(huì )受到材料微組織形態(tài)或元素的添加/取代的影響。如傳統的快淬NdFeB磁體(微晶結構)的反磁化過(guò)程受形核控制,而納米晶Nd2Fe14B則受釘扎控制。通過(guò)調整微結構和元素添加/取代是目前提高復相納米永磁矯頑力的兩個(gè)努力方向。 容-源-電-子-網(wǎng)-為你提供技術(shù)支持
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