晶粒尺寸对α-fend_2fe14b纳米复合永磁材料磁性能的影响

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目晶粒尺寸对α-Fe/Nd2Fe14B纳米复合永磁材料磁性能的影响作者姓名李彬学科专业材料学指导教师李伟教授张湘义教授2015年1月中图分类号：TM273:TB383学校代码：10216UDC：679密级：公开工学硕士学位论文晶粒尺寸对α-Fe/Nd2Fe14B纳米复合永磁材料磁性能的影响硕士研究生：李彬导师：李伟教授张湘义教授申请学位：工学硕士学科专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMaterialsScience

2、andEngineeringEFFECTOFGRAINSIZEONTHEMAGNETICPROPERTYOFα-Fe/Nd2Fe14BNANOCOMPOSITEMAGNETSbyLiBinSupervisor:ProfessorLiWeiProfessorZhangXiangyiYanshanUniversityJanuary,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《晶粒尺寸对α-Fe/Nd2Fe14B纳米复合永磁材料磁性能的影响》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中

3、除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《晶粒尺寸对α-Fe/Nd2Fe14B纳米复合永磁材料磁性能的影响》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采

4、用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要由纳米尺度的硬磁相和软磁相通过交换耦合相互作用复合而成的纳米晶复合永磁材料自1989年问世以来，以其潜在的优异磁性能吸引了科学界及技术界的广泛关注。目前，虽然在纳米复合永磁材料制备方面取得了重大的进展，但是由于实际磁体的微结构与理论模型相差甚远，所制备的磁体的最大磁能积远远小于理论计算值。此外，最近一些研究表明，低的矫顽力是限制纳米复合永材料磁性能提高

5、的又一重要因素。交换耦合相互作用作为纳米复合永磁材料晶粒间的主要相互作用，是纳米复合永磁材料剩磁增强效应产生的根源，但它削弱了每个晶粒磁晶各向异性的影响，有可能是矫顽力下降的原因。纳米复合磁体晶粒间交换耦合相互作用与矫顽力的这种倒置的关系，使我们认识到要想提高纳米复合永磁材料的磁性能，在深入了解其矫顽力机制的同时，探究晶粒间交换耦合相互作用的影响是不可忽略的。本论文采用熔体快淬的方法制备α-Fe/Nd2Fe14B纳米复合永磁体，通过改变熔体快淬过程中铜辊的转速，制备出具有不同晶粒尺寸的条带，研究晶粒尺寸对其矫顽力、畴壁钉扎强度及其交换耦合相互作用的影响

6、。实验中采用振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射分析(XRD)以及透射电子显微分析(TEM)等对磁体的磁性能及微结构进行深入研究。通过控制铜辊转速为14m/s、15m/s以及17m/s直接制备出熔体快淬条带，与完全非晶退火条带对比，得出了随着晶粒尺寸的减小，界面增多，磁体畴壁钉扎强度增强，从而揭示了α-Fe/Nd2Fe14B纳米复合永磁材料的矫顽力机制是“畴壁钉扎控制”机制。磁体的畴壁钉扎强度与矫顽力之间存在Hp≈0.85Hc的线性关系，且熔体快淬磁体的矫顽力与晶粒尺寸之间的关系式为：Hc=-25(dNdFeB/dα-Fe)+47.5。此外，晶粒尺寸越

7、小，磁体界面处的交换耦合相互作用越明显。表明减小晶粒尺寸来改善纳米复合永磁材料的界面工程，不仅可以保证较好的晶粒间交换耦合相互作用，而且对提高畴壁钉扎强度进而提高矫顽力是十分有利的。关键词：晶粒尺寸；α-Fe/Nd2Fe14B纳米复合永磁材料；畴壁钉扎；矫顽力；交换耦合相互作用--I燕山大学工学硕士学位论文AbstractNanocompositemagnetsconsistingofafinemixturewithnano-scalehard-andsoft-magneticphaseshaveattractedmuchattentionforthe

8、irpotentialapplicationashigh-performancepermane