什么是纳米复合永磁材料

纳米复合永磁材料 什么是纳米复合永磁材料
1、纳米复合永磁材料 　　纳米复合永磁材料是由纳米晶硬磁相和纳米晶软磁相组成，而在硬磁相和软磁间具有交换作用的复合永磁材料。由于成分和微结构上的复杂性，与传统的永磁材料相比，复相纳米永磁具有全新的特征。
2、纳米复合永磁材料的特点 ①理论磁能积高达960kJ/m3（120MGOe）；②由于含铁量高，成本相对较低；③有更好的加工性能；④有更好的抗腐蚀性能。 纳米复合永磁材料的内禀磁性
1、与传统永磁材料内禀磁性的差别 　　传统的“内禀磁性”仅依赖于材料成分和晶体结构。在纳米复相永磁中，由于晶粒细化引起的各种交换作用的改变，一些内禀磁性已不再完全由成分和晶体结构决定，而依赖于晶粒尺寸、形状和分布。
2、纳米复相永磁内禀磁性――居里温度 　
　居里温度是指铁磁材料的自发磁化消失所对应的温度。纳米复相永磁的居里温度为自发磁化消失温度最低的相对应的温度。对于通常的Nd2Fe14B/α-Fe双相纳米永磁，其中Nd2Fe14B的自发磁化消失温度低，故为复相材料的居里温度。硬―软磁相的交换耦合作用显著增强居里温度。
3、纳米复相永磁内禀磁性――饱和磁化强度 　　双相纳米永磁的饱和磁化强度为：Μs=fMSS+(1-f)MHS，但复相纳米永磁中晶粒尺寸、分布等微结构因素对硬磁相和软磁相的饱和磁化强度也有影响。 4、纳米复相永磁内禀磁性――磁晶各向异性 　　对于复相纳米永磁，由于各相之间的交互作用，磁晶各向异性不再由成分和晶体结构唯一确定。 纳米复合永磁的“剩磁增强”现象
1、纳米复合永磁的“剩磁增强”现象 　　根据Stoner-Wohlfarth模型，对于由单轴磁各向异性的单畴粒子组成的各向同性的磁体，其剩磁比（剩磁Mr/饱和磁化强度Ms）的最大值为0.5。到目前为止，所有大晶粒各向同性磁体的剩磁都没有超越上述界限，但在复相纳米永磁中，剩磁通常大于Ms/2，这就是“剩磁增强”现象（Remanence enhancement）。
2、 纳米复合永磁的“剩磁增强”的判据 　　有人把Mr/Ms＞0.5作为复相纳米永磁材料产生剩磁增强的标准，这是不准确的。0.5作为评判标准只适合构成复相纳米永磁的各个相都具有单轴磁晶各向异性的情形，而目前几乎所有被研究的复相纳米永磁系都不具备这一特征。实际上对于三轴晶系的各向同性多晶体（如α-Fe），按Stoner-Wlhlfarth模型，其最大剩磁为0.832Ms，因此对Nd2Fe14B /α-Fe双相纳米系，剩磁增强的判据应为：Μr=0.832fMSS+0.5(1-f)MHS 。 纳米复合永磁的矫顽力机理 　　通常的反磁化过程可分为形核型和钉扎型两类，它们在热退磁状态后的磁化曲线和磁滞回线上表现出不同的特征：以形核为主的磁化曲线上升很快，起始磁导率较高，用不大的外场就能达到饱和，其矫顽力通常随外磁场的增大而增大；以钉扎为主的磁化曲线起始磁导率低，只有当外磁场达到矫顽力时才增大，其矫顽力与外磁场无关。按目前的理论，软磁相在复相纳米永磁中充当反磁化形核，反磁化过程受形核控制。而实际上硬磁相与软磁相的交换作用阻碍着反磁化畴的扩张，对反磁化畴起着钉扎作用。Nd2Fe14B/α-Fe双相纳米永磁的起始磁化曲线之所有表现出既不同于单一的钉扎型、又不同于单一的形核的特征，原因可能就是这个。对于特定晶体结构的材料，其反磁化机理会受到材料微组织形态或元素的添加/取代的影响。如传统的快淬NdFeB磁体（微晶结构）的反磁化过程受形核控制，而纳米晶Nd2Fe14B则受钉扎控制。通过调整微结构和元素添加/取代是目前提高复相纳米永磁矫顽力的两个努力方向。