《Nd(Pr)基大塊非晶合金的矯頑力機理和微觀結構的研究》是依託上海大學，由徐暉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Nd(Pr)基大塊非晶合金的矯頑力機理和微觀結構的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐暉
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
Nd(Pr)基大塊非晶合金具有明顯的硬磁性，其獨特的矯頑力機理引人關注。本項目將以合金中的微觀結構與激活直徑的關係為切入點，研究合金的成分、相組成（完全非晶或含部分晶態相）的變化對其微觀結構的影響。利用高分辨電鏡(HRTEM) 分析合金中納米糰簇的尺寸變化及分布規律, 採用三維原子探針(3DAP)技術分析納米糰簇及其周圍非晶相中各元素原子的分布。通過分析合金的磁粘滯行為，得到合金的熱擾動場、熱激活體積和熱激活直徑等重要參量，並對合金的交換耦合曲線(Henkel plot)、退磁曲線以及不可逆磁化率進行深入地研究，弄清Nd(Pr)基大塊非晶合金中互動作用機制，建立合金的微觀結構、各磁性參數、巨觀磁性能之間的實驗和理論關係，進而闡明其矯頑力機理。該項目的研究不僅可以改進和補充傳統的非晶磁學理論，而且將進一步促進硬磁性大塊非晶合金在各種微特電機上，特別是在高精度微型器件上的套用。
結題摘要
Nd(Pr)基大塊非晶合金室溫下具有明顯的硬磁性，其獨特的矯頑力機理引人關注。本項目系統地研究了合金的成分、相組成的變化對其微觀結構的影響, 闡明了其矯頑力機理，得到了如下重要的結果： (1) 詳細地研究了Nd60Fe30Al10大塊非晶合金在晶化過程中的磁性能與其微觀結構之間的關係，分析了Henkel曲線和矯頑力隨溫度的相應變化，發現該合金的矯頑力是來自於鐵磁互動耦合和疇壁強釘扎兩者的共同作用。這一發現不僅可以使我們深入理解Nd(Pr)基合金的矯頑力機制，也對於開發新型永磁材料具有重要的理論指導意義。 (2) 利用三維原子探針和高解析度電鏡，系統地研究了Nd60-xFe30Al10Dyx (x =0-4)大塊非晶合金的微觀結構和合金中各元素原子的分布，發現合金是由尺寸為5-20 nm的富Nd納米晶粒鑲嵌在Fe基非晶基體上構成。高解析度電鏡進一步分析表明，隨著合金成分的變化，合金中納米晶相的種類也明顯變化。這為研究Nd基塊體非晶合金的磁性機理提供了進一步證據。 (3) 測量不同掃描速度下Nd60-xFe30Al10Dyx (x =0-4) 大塊非晶合金的磁滯回線，分析了合金內稟矯頑力的相應變化，計算得到各合金的擾動場Hf。該類合金存在著一種奇異的磁粘滯行為：合金的磁極化強度均隨時間的變化呈現出一種非單調的變化，即在磁粘滯曲線上出現一個明顯的峰。通過對一些關鍵的磁性參數變化地研究，深入地理解了其作用機理，利用Preisach模型解釋了這種非單調變化機制。 (4) 利用平均場相互作用模型，分析Nd60-xFe30Al10Dyx (x =0-4) 塊體非晶合金退磁曲線在第一象限的行為，得出合金的飽和磁化強度、各向異性場和各向異性常數等參數隨Dy含量的變化規律，這有助於深入理解永磁材料的矯頑力機理和Dy元素添加的影響。 (5) Fe61Nd10B25Nb4塊體非晶合金在943 K退火20 min後，內稟矯頑力高達1191.1 kA/m，剩磁和最大磁能積分別為0.42 T和31.72 kJ/m3。透射電鏡(TEM)分析發現，鑄態合金樣品中，含有少量晶粒尺寸約為500 nm的NbFeB相，這將引起非晶基體中貧Nb，Nb元素在合金晶化過程中沒有起到細化晶粒的作用。
