纳米晶双相永磁材料Pr（FeCo）B/α-（FeCo）的磁性及微结构

摘要

寻找新一代高性能、高稳定性的永磁材料一直是磁学研究的重点。纳米复合稀土永磁材料由相互交换耦合的软磁相与硬磁相组成，由于其具有高剩磁、较高的矫顽力、潜在的巨大磁能积以及稀土含量低等优点，这方面的研究成为磁学及磁性材料研究的热点之一。本文采用直接快淬法制备了各向同性的Pr2(FeCo)14B/α-(FeCo)纳米复合永磁薄带。系统研究了低熔点元素M(M=Al、Zn、Sn、In和Ga)添加对Pr9Fe74Co12B5的磁性、微结构、反磁化行为和磁粘滞行为的影响。 研究发现在低熔点添加元素Al、Zn、Sn、In和Ga中，除价格昂贵的元素Ga可以提高Pr9Fe74Co12B5的磁性能外，廉价的Sn添加后虽然降低了材料的矫顽力iHc，但明显提高了材料的剩磁Jr，最终也提高了材料的最大磁能积(BH)max。在未添加元素的Pr9Fe74Co12B5条带中剩磁Jr=1.17T，(BH)max=17.9MGOe，而添加Sn后在Pr9Fe74Co12B5Sn0.5中Jr=1.30T，(BH)max=20.5MGOe。通过增加硬磁相的含量以提高样品的内禀矫顽力iHc，在Pr9.5Fe73.57Co11.93B5Sn0.5条带中获得了Jr=1.27T，iHc=5.7kOe和(BH)max=22.5MGOe的最佳磁性能。透射电镜(TEM)研究表明添加元素Sn位于条带中晶粒间界处，而非晶粒内部。磁性能提高应归因于适当添加Sn后引起的材料微结构的优化。 采用YAG激光热处理方法对过淬态的Pr2(FeCo)14B/α-(FeCo)薄带在较低的真空度下进行了热处理，发现样品在热处理过程中没有发生任何的氧化，并在Pr9Fe74Co12B5Ga中获得了Jr=1.25T，iHc=5.7kOe，(BH)max=22.5MGOe的较高磁性能。 分析了样品Pr9Fe74Co12B5Snx(x=0,0.5)的起始磁化、反磁化过程，测得了样品的总磁化率，可逆磁化率以及样品的磁粘滞性。结果表明两样品在室温下均表现为单一硬磁相磁化行为，在低温下表现为双相行为，并且由于Sn添加使晶粒均匀化从而使样品低温下的双相行为更加明显。Sn添加后引起样品中软磁相含量和软磁相晶粒尺寸的增加，使磁化反转中可逆磁化部分增多，且使反磁化形核场降低。磁粘滞性研究表明，热激活体积与软磁相晶粒的大小相关。 同时也对比分析了样品Pr9Fe74Co12B5与Pr9Fe74Co12B5Ga中的磁化行为及晶间交换耦合作用。结果表明两样品中矫顽力机理均为非均匀的畴壁钉扎型。Ga添加后富集于晶界处，使样品中畴壁钉扎型的矫顽力机理更加均匀，且钉扎程度加强，同时Ga添加降低了软磁相α-FeCo的晶粒尺寸使样品中晶间交换耦合作用显著增强。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：插图目录及表格目录

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第一章绪论

第二章实验方法

第三童Sn添加对纳米晶双相永磁材料Pr2(FeCo)14B/α-(FeCo)的磁性及微结构的影响

第四章纳米复合永磁Pr2(FeCo)14B/α-(FeCo)系的磁化行为与磁粘滞性

第五章结论

硕士期间完成及发表的文章

致谢