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稀土永磁材料:烧结钕铁硼最新研究进展
时间:2018-06-01
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         当前,稀土永磁钕铁硼(Nd-Fe-B)已经被广泛应用在生活的方方面面,诸如磁悬浮列车、电动汽车、风力发电、音响等。然而烧结钕铁硼成品的矫顽力却只有理论值(斯托纳—沃尔法特极限)的20-30% (通常称为布朗悖论),这严重限制了钕铁硼的应用。现有理论认为,烧结钕铁硼的矫顽力主要由在退磁过程中晶粒边界附近产生的反向磁畴所需形核场决定。因此对晶粒边界如何影响矫顽力进行三维定量分析尤其重要,这样不仅可以加深对稀土永磁矫顽力机制的了解,还对实践生产有指导意义。

【成果简介】

近日,悉尼大学郑荣坤副教授(通讯作者)和第一作者陈翰笙博士与团队成员使用背散射衍射技术、原子尺度三维原子探针技术、以实验结果为模拟参数拟合基础的微磁学模拟技术报道了在烧结钕铁硼中由于在纳米尺度下成分不均匀的晶所导致的矫顽力进一步减低,并对晶粒边界成分和矫顽力进行了三维定量分析。研究表明在烧结钕铁硼中的晶粒边界中铁磁性元素(铁和钴)在70 nm的范围内从67 at.%减少至10 at.%。这种成分不均匀的晶粒边界附近产生反向磁畴所需要的形核场比含有同等铁磁性元素含量的均匀的晶粒边界产生反向磁畴所需要的形核场小27%。该成果不仅对工业生产,诸如纳米尺度下控制晶粒边界成分结构,具有指导意义, 同时本文所采用的分析方法也可以应用在其他磁性材料的成分与磁性性能的关系研究上。该研究成果以“Coercivity degradation caused by inhomogeneous grain boundaries in sintered Nd-Fe-B permanent magnets”为题刊登出版在Physical Review Materials上。

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