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界面层对铁磁材料间交换耦合影响的研究及高性能Nd-Ce-Fe-B永磁薄膜的制备及机理研究

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界面层对铁磁材料间交换耦合影响的研究及高性能Nd-Ce-Fe-B永磁薄...

作者：任瀚洋宁波大学

学位级别：硕士

本文基于超高真空(UHV)磁控溅射系统,进行了界面层对纳米复合永磁材料及铁磁材料间交换耦合强度影响的研究和高性能Nd-Ce-Fe-B永磁薄膜的制备及机理研究。主要使用了X射线衍射(XRD)、磁学测量系统的超导量子干涉仪(MPMS-SQUID)、扫描电... 详细信息

本文基于超高真空(UHV)磁控溅射系统,进行了界面层对纳米复合永磁材料及铁磁材料间交换耦合强度影响的研究和高性能Nd-Ce-Fe-B永磁薄膜的制备及机理研究。主要使用了X射线衍射(XRD)、磁学测量系统的超导量子干涉仪(MPMS-SQUID)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描探针显微镜(SPM)来测试和分析样品的成分、相组成、形貌特征、晶粒尺寸、磁性能以及磁畴结构等,研究并探讨了不同种类界面层材料对交换耦合的影响,制备并分析了高Ce含量的Nd-Ce-Fe-B薄膜的高矫顽力原因。主要结果如下:(1)磁性材料的界面层(或中间层)会强烈影响磁性材料的磁性能和界面处的交换耦合。在一些特殊的情况下也会使交换耦合的性质发生改变。界面层在调控铁磁材料间交换耦合作用方面起着至关重要的作用,但目前仍未获得两者之间定量的变化关系。本文采用合理的实验设计方法来定量地表征界面层对交换耦合强度的影响。选择纳米复合硬-软磁多层膜结构Sm-Co(15nm)/界面层(0-4 nm)/Fe(20 nm)来研究界面处的交换耦合作用。软磁形核场相H由实验确定,本文中它被用作一种定量的表征交换耦合强度的方法,并为进一步分析交换耦合强度与非磁性层Cr、Ta和富稀土相界面层厚度的变化关系提供了条件。第一次定量的确定了在界面层厚度逐渐增加的过程中,两相间铁磁交换耦合的衰减行为。结果表明,在不同界面材料影响铁磁交换耦合的情况不同,本文通过确定的方法定量的研究了二者之间的关系。它有助于功能性磁性材料(如永磁体,磁记录介质等)的机理研究并为高性能磁性材料的设计提供了新的思路。(2)在Nd-Fe-B材料中使用部分Ce来替代Nd,是应对Nd-Fe-B工业生产中造成的Nd和Dy等资源稀缺危机并降低Nd-Fe-B磁体经济成本的有效方法。在本文中,采用超高真空(UHV)磁控溅射系统制备出了高性能的Nd-Ce-Fe-B薄膜,Ce元素的含量占整个材料总稀土含量的50 wt.%以上。在没有添加Dy的情况下,Ce替代了50 wt.%的Nd并且获得了13.3 kOe的矫顽力,11.4 kGs的剩磁和29.4 GMOe的最大磁能积,这比以往报道的具有相同Ce含量磁体的矫顽力(5-7.7 kOe)要高得多。通过分析相结构,微观结构和矫顽力机理,发现矫顽力机制主要由形核机制决定。基于微观结构的观察和矫顽力机理的分析,Nd-Ce-Fe-B薄膜的晶粒细小,分布均匀,晶粒表面光滑是造成高矫顽力的原因。我们的研究结果表明,在Nd-Fe-B磁体中用Ce代替Nd为缓解Nd和Dy元素的稀缺以及降低成本提供了一种有效的方法。

关键词：永磁材料界面层交换耦合微观结构磁性能

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交换耦合复合介质及研究进展

信息记录材料 2010年第2期11卷 41-46页

作者：郭子政内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室内蒙古师范大学物理与电子信息学院内蒙古师范大学功能材料设计与计算研究中心呼和浩特010022

交换耦合复合介质有望解决现有磁记录材料面临的三难问题,是非常有希望的下一代高密度磁记录介质。本文介绍了交换耦合复合介质的概念、物理原理以及交换耦合复合介质研究中的一些理论问题以及研究进展。在各类交换耦合复合介质中,多层... 详细信息

交换耦合复合介质有望解决现有磁记录材料面临的三难问题,是非常有希望的下一代高密度磁记录介质。本文介绍了交换耦合复合介质的概念、物理原理以及交换耦合复合介质研究中的一些理论问题以及研究进展。在各类交换耦合复合介质中,多层纳米线被广泛看好。本文对多层纳米线中畴壁的特性、畴壁的运动以及基于畴壁运动的畴壁辅助磁记录模式的研究进行了重点介绍。

关键词：磁记录交换耦合交换耦合复合介质多层纳米线畴壁辅助磁记录

纳米晶双相交换耦合稀土永磁材料在微特电机中的应用研究

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微特电机 1999年第5期27卷 32-36页

作者：杨仕清王豪才四川电子科技大学

讨论了纳米晶双相交换耦合稀土永磁材料应用于微特电机的和磁路元法计算了爪极式永磁步进电机的矩角特性曲线，分析了用该材料粘结磁体在爪极式永磁步进电机上替代烧结铁氧体永磁作转子时对电机矩角特性的曲线的影响。

关键词：微特电机稀土永磁材料纳米晶交换耦合

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磁性超晶格的磁层间交换耦合与巨磁阻

福建师范大学学报（自然科学版） 1996年第3期12卷 112-118页

作者：赖恒黄志高方良栋何志贤盖荣权

评述了磁层间的交换耦合和巨磁阻研究的进展，特别是磁层间的交换耦合和巨磁阻随夹层厚度和磁层厚度作周期性振荡的现象及其理论模型，并采用唯像理论计算了磁性超晶格的磁相图、交换耦合、起始磁化曲线、磁滞回线与巨磁阻．

关键词：磁性超晶格交换耦合巨磁阻磁层间耦合超晶格

磁性金属纳米颗粒及其交换耦合结构的化学制备及其磁学性能

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金属功能材料 2017年第4期24卷 1-16页

作者：乔双侯仰龙北京大学工学院

磁性金属纳米颗粒在高密度磁存储、催化和生物医学等领域具有重要的应用,引起了科研工作者的广泛兴趣。软磁-硬磁双相交换耦合金属纳米颗粒结合了软磁相材料高饱和磁化强度和硬磁相材料高矫顽力,显著增强了磁能积,为设计和制备新一代高... 详细信息

磁性金属纳米颗粒在高密度磁存储、催化和生物医学等领域具有重要的应用,引起了科研工作者的广泛兴趣。软磁-硬磁双相交换耦合金属纳米颗粒结合了软磁相材料高饱和磁化强度和硬磁相材料高矫顽力,显著增强了磁能积,为设计和制备新一代高性能新型永磁材料提供了方法。相比于物理法,化学法能够实现磁性纳米颗粒尺寸和形状的精确控制,并通过调控组成和形貌改善其磁学性能,因此成为制备磁性纳米颗粒的常用方法。介绍了单相铁、钴、镍及其合金金属纳米颗粒、稀土永磁纳米材料等的化学制备,并阐述了交换耦合原理及耦合磁体研究的最新进展。

关键词：金属纳米颗粒交换耦合化学制备磁学性能

纳米晶复合Pr2(Fe,Co)14B/α-(Fe,Co)永磁合金交换耦合作用研究

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纳米晶复合Pr2(Fe,Co)14B/α-(Fe,Co)永磁合金交换耦合作用研究

2002年中国材料研讨会

作者：包小倩张茂才乔祎刘湘华周寿增北京科技大学新金属材料国家重点实验室

用单辊熔体快淬并退火晶化的方法制备了由硬磁相Pr(Fe,Co)B和软磁相α-(Fe,Co)、Pr(Fe,Co)组成的PrDyFeCoNbB合金带。通过测量剩磁曲线(δM-H曲线),系统研究了材料晶粒间的交换耦合作用与退火温度和退火时间之间的变化关系。结果表明,... 详细信息

用单辊熔体快淬并退火晶化的方法制备了由硬磁相Pr(Fe,Co)B和软磁相α-(Fe,Co)、Pr(Fe,Co)组成的PrDyFeCoNbB合金带。通过测量剩磁曲线(δM-H曲线),系统研究了材料晶粒间的交换耦合作用与退火温度和退火时间之间的变化关系。结果表明,纳米复合永磁材料硬磁相和软磁相晶粒间的相互作用强烈地依赖于材料的组织结构。PrDyFeCoNbB合金带经最佳的退火温度(700℃)和最佳的退火时间(15 min)晶化后产生均匀细小的组织,从而体现最强的晶粒间相互作用。

关键词：纳米复合永磁交换耦合剩磁增强

来源： cnki会议评论

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纳米晶复合稀土永磁材料制备及交换耦合作用

大连铁道学院学报 2005年第4期26卷 81-85页

作者：赵宏滨车如心王晓峰高宏大连交通大学环境科学与工程学院辽宁大连116028 大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

采用溶胶-凝胶法,用EDTA和柠檬酸作为两种不同的络合剂,分别对复合相中成份Nd和Fe进行络合,再合并溶液后,加热成胶,利用乙二醇作为分散剂,选择适当的焙烧温度,经高温压片焙烧法使原来的独立的Fe2O3相和NdFeO3相产生交换耦合作用,从而达... 详细信息

采用溶胶-凝胶法,用EDTA和柠檬酸作为两种不同的络合剂,分别对复合相中成份Nd和Fe进行络合,再合并溶液后,加热成胶,利用乙二醇作为分散剂,选择适当的焙烧温度,经高温压片焙烧法使原来的独立的Fe2O3相和NdFeO3相产生交换耦合作用,从而达到两相耦合的目的.利用X光衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VEM)对纳米晶的结构和磁性能进行了研究,利用差热量热仪(TG-DTG)和红外光谱分析仪(IR)对焙烧情况进行了分析.当热处理温度小于500℃时,样品存在复相NdFeO3/Fe2O3,薄片样品的比饱和磁化强度Sδ为75.9 emu/g,内禀矫顽力Hc,j为6 400 oe,最大磁能积(BH)m ax为1.87MGoe,而粉末样品相应的比饱和磁化强度Sδ为75.6 mu/g,内禀矫顽力Hc,j为6 015 oe,最大磁能积(BH)m ax为1.52MGoe.

关键词：双络合剂压片交换耦合

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纳米晶复合永磁铁氧体的双相交换耦合作用

淮阴师范学院学报（自然科学版） 2002年第1期1卷 57-61页

作者：刘先松钟伟杨森姜洪英顾本喜都有为南京大学固体微结构国家重点实验室南京210093

采用sol gel方法制备纳米晶复合SrFe12 O19/γ Fe2 O3 铁氧体.利用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和振动样品(VSM)对纳米晶样品进行了研究.当焙烧温度介于 60 0～80 0℃,样品存在SrFe12 O19/γ Fe2 O3 复相.在同样条件下,压成薄片... 详细信息

采用sol gel方法制备纳米晶复合SrFe12 O19/γ Fe2 O3 铁氧体.利用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和振动样品(VSM)对纳米晶样品进行了研究.当焙烧温度介于 60 0～80 0℃,样品存在SrFe12 O19/γ Fe2 O3 复相.在同样条件下,压成薄片的样品呈现了硬磁与软磁(SrFe12 O19/γ Fe2 O3 )的纳米复合相的交换耦合作用.对SrFe12 O19/γ Fe2 O3 的纳米复合材料的各向同性磁能积的增加和磁性交换耦合作用机制进行了研究.

关键词：六角锶铁氧体纳米复合交换耦合

CoPt-TiO_2/Co-TiO_2交换耦合比特图形介质的研究

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河北工程大学学报（自然科学版） 2018年第1期35卷 109-112页

作者：谢海龙郑立允刘宏基河北工程大学材料科学与工程学院河北邯郸056038

建立包含多晶微结构的微磁学模型,来研究软磁层的厚度、磁晶各向异性场、饱和磁化强度等本征磁性参数对CoPt-TiO_2(6nm)/Co-TiO_2(δ=1~4nm)交换耦合比特图形介质矫顽力的影响。发现当软磁层的厚度δ从1nm增加到4nm时,易磁化轴的矫顽力... 详细信息

建立包含多晶微结构的微磁学模型,来研究软磁层的厚度、磁晶各向异性场、饱和磁化强度等本征磁性参数对CoPt-TiO_2(6nm)/Co-TiO_2(δ=1~4nm)交换耦合比特图形介质矫顽力的影响。发现当软磁层的厚度δ从1nm增加到4nm时,易磁化轴的矫顽力从8.2kOe减小到5.8kOe,归一化的剩余磁化强度Mr保持0.99基本没有变化。同时发现,当软磁层的磁晶各向异性场越小、饱和磁化强度越大,硬磁层的易磁化轴相对膜面法线方向倾斜的角度θ越大时,整个薄膜的矫顽力也越小。

关键词：交换耦合比特图形介质微磁学磁性材料