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铁磁材料摩擦磁化效应的演化机理研究

摩擦学学报 2023年第4期43卷 377-384页

作者：高富民吴晶樊建春张来斌范春杨辛政熹周津孙玉江中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 中国石油大学(北京)油气生产安全与应急技术应急管理部重点实验室北京102249 中海油(天津)管道工程技术有限公司天津300450

采用无磁不锈钢316L销试样和工业纯铁块试样配对,在地磁场条件下进行无润滑摩擦磁化试验.利用Bitter粉纹法观测摩擦滑动界面下亚表层区域的磁畴组织,并结合扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析对应区域的微观结构,以揭... 详细信息

采用无磁不锈钢316L销试样和工业纯铁块试样配对,在地磁场条件下进行无润滑摩擦磁化试验.利用Bitter粉纹法观测摩擦滑动界面下亚表层区域的磁畴组织,并结合扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术分析对应区域的微观结构,以揭示界面滑动摩擦引起的亚表层微观结构和对应的磁畴变化,从而阐明摩擦磁化效应的演化过程.结果表明:界面滑动摩擦作用导致亚表层塑性形变累积,引起滑动表面磁场增加;该磁化效应的产生与滑动界面下亚表层区域的微观结构变化诱导的磁畴结构变化有关.上述研究结果为建立通过摩擦磁化效应实现摩擦磨损状态的检测和预测技术提供理论依据.

关键词：摩擦磁化塑性变形磁畴微观结构摩擦磨损

压力容器用钢单轴拉伸过程中显微结构与磁畴研究

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压力容器用钢单轴拉伸过程中显微结构与磁畴研究

作者：张登宇北京工业大学

学位级别：硕士

通过电子显微分析、Bitter粉纹图法对典型压力容器用钢（Q235、16MnR）在单轴拉伸过程中的晶体学取向以及磁畴进行研究,分析在不同应变条件下应力与晶体学取向、磁畴取向的内在关系。通过控制反应温度,油酸包覆量、磁悬液浓度等参... 详细信息

通过电子显微分析、Bitter粉纹图法对典型压力容器用钢（Q235、16MnR）在单轴拉伸过程中的晶体学取向以及磁畴进行研究,分析在不同应变条件下应力与晶体学取向、磁畴取向的内在关系。通过控制反应温度,油酸包覆量、磁悬液浓度等参数获得了能够显示碳钢磁畴的磁悬液,并以此获得清晰的磁畴图像。用晶粒平均取向差（Grain average misorientation,GAM）表征了样品应变程度,结果显示不同应变状态下GAM的变化趋势与拉伸的三个阶段非常吻合。GAM在屈服点附近有极大值（Q235）或在某一数值附近上下波动（16MnR）,而在强化点附近有极小值,强化阶段的GAM值基本随应变的增加而线性增加,说明能够用GAM定性表征材料的变形程度。同时也证明了在弹性阶段变形以晶粒内部转动为主,屈服阶段晶粒转动量下降,变形的主要方式是滑移,晶粒的转动下降为次要方式。对若干晶粒进行了不同应变下的转动量的统计,结果显示不同变形阶段晶粒的转动幅度不一样,同时也从数据上支持了关于晶粒平均取向差研究得出的拉伸过程中不同阶段的变形机理。晶粒的转动表现为屈服点之前转动量较大,而屈服开始后转动量下降,接近强化点1.0%应变时转动量最小。通过晶粒取向图精确确定各晶粒的取向后,为所选取晶粒的每个可能的滑移系计算schmid因子值,根据schmid定律,判断了滑移系的启动及其在变形过程中的变化情况。通过Bitter粉纹图法获得了Q235和16MnR的磁畴形貌,分析了不同应变阶段磁畴取向的变化特点以及应力能和磁晶各向异性能在拉伸过程中对磁畴取向的决定作用。分析了磁畴取向与应力方向之间的角度以及磁畴取向与易磁化方向之间的角度关系。在应变达到一定程度后,磁畴和应力夹角稳定在45°左右,证实磁畴取向实现定向分布。随着应变量的增加,磁畴与易磁化方向[001]夹角趋于稳定在45°和0°。所有晶粒的磁畴并不是同时转动,不同取向的磁畴对应力的敏感程度不一样。在拉伸过程中尤其是在弹性阶段和屈服初期磁畴取向在原始取向和应力方向之间反复波动,说明材料中应力能和磁晶各向异性能二者相对能量高低决定了磁畴取向,当应力能占主导地位时磁畴的取向趋近应力方向,而当应力能下降,磁晶各向异性能占主导地位时磁畴的取向偏离应力方向,而趋近晶体取向决定的磁畴方向。最后,根据实验结论并结合铁磁学基本理论,解释了磁记忆测试曲线的过零、曲线斜率的变化以及与应力集中效应。

关键词：压力容器用钢单轴拉伸背散射电子衍射磁畴

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添加Dy对钕铁硼磁体热稳定性和磁畴的影响

添加Dy对钕铁硼磁体热稳定性和磁畴的影响

作者：鞠向明内蒙古科技大学

学位级别：硕士

近30年来烧结钕铁硼永磁体发展迅速，以其优越的性价比被广泛应用于生产和生活中，被誉为“磁王”，但是对其与温度稳定性相关的内禀矫顽力、各向异性常数、磁畴关系的研究甚少。本实验中，在原料熔炼过程中添加不同含量重稀土元素Dy... 详细信息

近30年来烧结钕铁硼永磁体发展迅速，以其优越的性价比被广泛应用于生产和生活中，被誉为“磁王”，但是对其与温度稳定性相关的内禀矫顽力、各向异性常数、磁畴关系的研究甚少。本实验中，在原料熔炼过程中添加不同含量重稀土元素Dy制备出名义为NdDyFeBAl的烧结钕铁硼磁体。利用NIM-200C不同温度下磁性能测试仪测试出添加不同量重稀土元素Dy的烧结钕铁硼磁体磁性能，并计算出内禀矫顽力温度系数β。利用NIM-200C分别测试出添加不同含量重稀土Dy的烧结钕铁硼磁体在20℃80℃易磁化轴磁化强度曲线与难磁化轴磁化强度曲线，并将两条曲线延长得出各向异性场并计算出各向异性场常数。对添加不同含量重稀土Dy的烧结钕铁硼磁体内禀矫顽力与各向异性场进行比较分析。添加重稀土Dy小于2.4%时烧结钕铁硼磁体内禀矫顽力与各向异性场之间关系为H=2.702+0.3831x(x=1.22.57)。但在重稀土Dy添加量大于2.8%时，烧结钕铁硼磁体各向异性场继续增加，而内禀矫顽力却呈现出下降的趋势，H=16.498-7.872x(x=1.22.57)。内禀矫顽力随温度变化与不同温度下各项异性场的变化在2080℃温度范围变化趋势相同。结合微观分析得出内禀矫顽力作为结构灵敏量与各向异性场非结构灵敏量之间的关系。本论文还对添加不同含量重稀土Dy的烧结钕铁硼磁体静态磁畴、动态磁畴磁化与反磁化过程进行研究。添加不同含量重稀土Dy的烧结钕铁硼磁体具有不同的内禀矫顽力和各向异性常数。通过对添加不同含量重稀土烧结钕铁硼样品进行静态磁畴以及动态磁畴的观测，得出添加不同含量重稀土Dy的烧结钕铁硼磁畴变化规律为随着重稀土含量的增加磁畴变得细小、均匀，并出现大量的穿晶磁畴，将这一现象与各向异性常数相结合，对产生这种现象的原因进行初步分析。通过动态磁畴磁的观察发现动态磁畴变化规律，对添加不同含量重稀土Dy的烧结钕铁硼磁体的磁化与反磁化机理进行研究。

关键词： Dy Nd-Fe-B 内禀矫顽力各向异性场各向异性常数磁畴

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磁泡材料中硬磁畴与物性的关系

河北师范大学学报（自然科学版） 2012年第2期36卷 147-150页

作者：赵淑梅蔡丽景唐山师范学院物理系河北唐山063000 中国联合网络通信有限公司河北省分公司信息化部河北石家庄050016

利用法拉第偏光显微镜观测了磁畴,通过显微照相技术拍摄了硬磁畴随温度变化的典型照片,这些照片揭示了硬磁畴的物理性质与温度之间的关系:VBL间的最小平衡间距随温度的升高逐步增大;较硬的普通硬磁泡(OHB)可以随着温度的升高转变为较软... 详细信息

利用法拉第偏光显微镜观测了磁畴,通过显微照相技术拍摄了硬磁畴随温度变化的典型照片,这些照片揭示了硬磁畴的物理性质与温度之间的关系:VBL间的最小平衡间距随温度的升高逐步增大;较硬的普通硬磁泡(OHB)可以随着温度的升高转变为较软的第1类哑铃畴(ID),而较软的第1类哑铃畴(ID)又可以随着温度的升高转变为较软的第2类哑铃畴(IID);为3类硬磁畴畴壁结构的一致性提供了直接证据.此外,VBL的这些温度特性反映出BLM方案的不足.

关键词：磁畴哑铃畴垂直布洛赫线磁泡硬磁畴

磁场退火温度对Ni_(80)Fe_(20)薄膜磁畴结构的影响研究

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实验技术与管理 2013年第3期30卷 56-59页

作者：陈森张师平吴平徐建向勇北京科技大学数理学院北京100083

利用电子束真空蒸发方法制备了厚度100nm的Ni80Fe20薄膜,研究了磁场退火温度对薄膜磁畴结构的影响。利用振动样品磁强计测量了磁滞回线,利用磁力显微镜观察了薄膜的表面形貌和磁畴结构。结果表明:磁畴结构为明显的条状畴,磁畴宽度最大... 详细信息

利用电子束真空蒸发方法制备了厚度100nm的Ni80Fe20薄膜,研究了磁场退火温度对薄膜磁畴结构的影响。利用振动样品磁强计测量了磁滞回线,利用磁力显微镜观察了薄膜的表面形貌和磁畴结构。结果表明:磁畴结构为明显的条状畴,磁畴宽度最大值约为860nm;随着磁场退火温度的升高,磁畴取向趋于沿垂直膜面方向,退火温度为600℃时,沿着主畴的畴壁形成了细小的横向细畴结构。

关键词： Ni80Fe20薄膜磁畴磁场退火

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为拓扑绝缘体穿上红磁畴

物理学进展 2017年第3期37卷 119-120页

作者：刘俊明

在中土在地，一些冷角通过各种炒作模式变成明星的戏码经常上演，倒了很多国人胃口。但是，也有一些灰姑娘通过自身魅力展示而成为耀眼明星的范例，这靠的是实力和蕙质兰心。

关键词：绝缘体磁畴拓扑明星

YIG/Ta/CoTb/Pt多层膜中基于自旋轨道矩的全电学垂直磁矩翻转

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中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第9期52卷 130-135页

作者：孟德全何文卿张雨刘耿硕游龙万蔡华梁世恒湖北大学物理与电子科学学院武汉430062 中国科学院物理研究所北京100190 华中科技大学光学与电子信息学院武汉430074 铁电压电材料与器件湖北省重点实验室武汉430062

自旋轨道矩为设计新型自旋电子存储和逻辑器件提供了物理基础,而实现零磁场自旋轨道矩操控磁矩翻转是此类自旋电子器件应用的物理基础.本工作在钇铁石榴石(Yttrium Iron Garnet,YIG)磁性绝缘薄膜层上生长了Ta/CoTb/Pt亚铁磁性多层膜,利... 详细信息

自旋轨道矩为设计新型自旋电子存储和逻辑器件提供了物理基础,而实现零磁场自旋轨道矩操控磁矩翻转是此类自旋电子器件应用的物理基础.本工作在钇铁石榴石(Yttrium Iron Garnet,YIG)磁性绝缘薄膜层上生长了Ta/CoTb/Pt亚铁磁性多层膜,利用YIG磁性绝缘层对具有垂直磁各向异性的CoTb薄膜施加磁偶极相互作用场,再辅以Ta和Pt层中叠加的自旋轨道矩,实现零外场下对CoTb磁矩的操控和翻转.实验上通过反常霍尔效应及反常霍尔电阻测量脉冲电流诱导的磁化翻转行为,并在磁光克尔显微镜下观察到了脉冲电流驱动的磁畴壁运动特征,发现对于YIG/Ta/CoTb/Pt器件,由于受到底层YIG的影响,亚铁磁CoTb的磁畴以条纹状特征进行运动和完成磁化翻转,这与Si/Ta/CoTb/Pt薄膜磁化翻转特性存在显著区别.本文对于自旋电子低功耗器件尤其是全电学驱动的自旋轨道矩器件的研究,具有参考意义和潜在应用价值.

关键词：自旋电子学自旋轨道矩磁畴

利用MFM研究薄膜厚度对Co_(60)Fe_(20)B_(20)薄膜磁畴结构的影响

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电子显微学报 2006年第3期25卷 200-203页

作者：沈博侃王志红钟智勇曾慧中电子科技大学微电子与固体电子学院四川成都610054

本文利用磁力显微镜(MFM)主要研究了由磁控溅射法制备的Co60Fe20B20软磁薄膜的厚度变化(2.5nm^400nm)对薄膜磁畴结构的影响。在室温下观察到垂直各向异性随薄膜厚度的增大而增大。从薄膜的表面形貌像观察到在溅射过程中薄膜温度随薄膜... 详细信息

本文利用磁力显微镜(MFM)主要研究了由磁控溅射法制备的Co60Fe20B20软磁薄膜的厚度变化(2.5nm^400nm)对薄膜磁畴结构的影响。在室温下观察到垂直各向异性随薄膜厚度的增大而增大。从薄膜的表面形貌像观察到在溅射过程中薄膜温度随薄膜厚度增大而升高。当薄膜厚度小于20nm时,磁畴尺寸随薄膜厚度的增大而增大;当薄膜厚度大于20nm时,磁畴尺寸随薄膜厚度的增大而减小;厚度在20nm附近时,畴壁尺寸达到一个最小值。

关键词：磁畴 Co60Fe20 B20软磁薄膜薄膜厚度垂直各向异性

温度对硬磁畴畴壁中垂直布洛赫线间平衡间距的影响

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河北师范大学学报（自然科学版） 2009年第6期33卷 744-748页

作者：李海涛尹世忠顾建军胡云志赵淑梅孙会元承德民族师范高等专科学校物理系河北承德067000 河北师范大学物理科学与信息工程学院河北石家庄050016 邢台学院物理系河北邢台054001

实验研究了温度对外延石榴石磁泡薄膜中三类硬磁畴畴长的影响.研究发现,普通硬磁泡、第Ⅰ类哑铃畴和第Ⅱ类哑铃畴在条泡转变标准场和硬泡标准场处其畴长随温度的升高而增大,由此揭示了三类硬磁畴畴壁中垂直布洛赫线间的平衡间距随温度... 详细信息

实验研究了温度对外延石榴石磁泡薄膜中三类硬磁畴畴长的影响.研究发现,普通硬磁泡、第Ⅰ类哑铃畴和第Ⅱ类哑铃畴在条泡转变标准场和硬泡标准场处其畴长随温度的升高而增大,由此揭示了三类硬磁畴畴壁中垂直布洛赫线间的平衡间距随温度的升高而变大,纠正了垂直布洛赫线间的平衡间距随温度的升高而变小这一结论.证明了三类硬磁畴的畴壁结构是一致的,在直流偏场下之所以会出现不同的缩灭行为,完全是由垂直布洛赫线的数目引起的.在同一温度下,普通硬磁泡、第Ⅰ类哑铃畴和第Ⅱ类哑铃畴中的垂直布洛赫线数目依次增多.

关键词：磁畴磁泡垂直布洛赫线