SmCo5-α-Fe納米復(fù)合永磁材料的制備及其磁性能研究.pdf

1、本文對(duì)于SmCo/Fe體系納米雙相復(fù)合永磁材料進(jìn)行了摻雜界面交換作用機(jī)理的和各向異性塊材實(shí)現(xiàn)工藝兩個(gè)方面的研究。采用磁控濺射制備了SmCo/Fe納米雙相復(fù)合永磁雙層膜，在軟硬磁層界面處加入不同厚度的非鐵磁性Cr層，研究Cr層的加入對(duì)磁性能的影響及機(jī)制。利用高能球磨和磁場(chǎng)熱處理，制備了SmCo/Fe納米復(fù)合永磁體，探究了磁場(chǎng)熱處理溫度和時(shí)間對(duì)成相、磁性能以及磁各向異性的影響。采用高能球磨、等溫晶化并結(jié)合后續(xù)表面活性劑球磨研究了各向異性納米

2、雙相復(fù)合顆粒的制備。利用X-射線衍射（XRD）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP）、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）及超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）研究了所制備樣品的成分、形貌、顆粒尺寸分布、相組成、微觀結(jié)構(gòu)及磁性能，分析了Cr中間層對(duì)矯頑力和軟硬磁相之間的交換耦合作用的影響及其機(jī)理，探討和分析了磁場(chǎng)熱處理、等溫晶化后續(xù)表面活性劑輔助球磨制備各向異性納米復(fù)合磁性材料的工藝及其機(jī)制。論文主要結(jié)果如下：
　?。?）制備了不同F(xiàn)e層厚度的SmCo

3、/Fe雙相復(fù)合永磁雙層膜，通過(guò)在軟硬磁層―sharp界面中加入不同厚度的Cr層改變界面狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Fe層厚度為6nm（小于臨界尺寸）時(shí)，隨著中間層Cr層厚度的增加矯頑力呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，磁滯回線形狀也從―單一磁性相特征轉(zhuǎn)變?yōu)楱D雙相脫耦合特征。在Cr中間層厚度為0.2nm時(shí)，矯頑力的增大使得磁能積也提高了，矯頑力的提升主要是由于Cr層在界面處是作為―釘扎點(diǎn)而造成的。Fe層厚度為20nm（大于臨界尺寸）時(shí)，可以清楚地看到軟磁相的形核

4、場(chǎng)隨著Cr層厚度的增加而減小，從而從實(shí)驗(yàn)上進(jìn)一步證明Cr插入層會(huì)減弱界面處硬軟磁相間的交換耦合強(qiáng)度。這Cr層的加入減小了軟硬磁相之間的接觸面積，增大了它們之間的距離，使得軟硬磁相之間的交換耦合作用減弱。
　　（2）干磨可有效細(xì)化軟磁相Fe到納米尺寸（幾納米），干磨經(jīng)后續(xù)合適溫度退火可以形成耦合很好的納米復(fù)合永磁材料，磁滯回線表現(xiàn)出很好單相特征；退火溫度過(guò)高，會(huì)造成軟磁相晶粒過(guò)度長(zhǎng)大，破壞兩相間的交換耦合。高能球磨制備的非晶SmCo

5、5/α-Fe納米復(fù)合磁體的矯頑力隨著熱處理溫度的升高而升高，在500℃以后形成Sm-Co和Fe-Co兩相共存。在SmCo5居里溫度以下進(jìn)行強(qiáng)磁場(chǎng)熱處理能抑制Sm-Co和Fe兩相間的原子擴(kuò)散，抑制晶粒長(zhǎng)大，使納米晶更細(xì)化，從而提高矯頑力、剩磁和剩磁比，在550℃磁場(chǎng)熱處理樣品磁性能明顯優(yōu)于不加磁場(chǎng)熱處理樣品磁性能，矯頑力提高了1kOe。磁場(chǎng)熱處理還可使硬磁相產(chǎn)生一定晶粒取向，使Sm-Co/Fe納米復(fù)合磁體各向異性有所增加。
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