磁性材料的最新进展

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1、磁性材料的最新进展都有为南京大学磁性材料的分类1。按物理性质分类a）.静磁特性：永磁；软磁；矩磁；磁记录（介质、磁头）b）.交叉耦合效应：磁光；磁热；磁致收缩；旋磁；吸波；反常霍尔效应；铁电/铁磁；GMIc）.与自旋相关的输运性质：自旋电子学材料2。按化学组成分类金属（合金）；无机（氧化物）；有机化合物3。按维度分类纳米（零维；一维；二维）；微晶；非晶；块体4。按磁结构分类：铁磁；亚铁磁；反铁磁；超顺磁5。按应用分类：。。。隐身；磁制冷；磁传感器；MEMS。。。Globalmarketformagneticmaterialsthetotalin1999wasabout30b$.（1

2、975－2005）年“Magneticmaterials”SCI论文百分数据WebofScience检索（1975－2005）年间，共发表”Magneticmaterials”论文3874篇，分布如图，“Magnetism”论文12813篇。1228篇（Magneticmaterial)370篇稀土永磁第一，二代稀土永磁(1967—1975)第三代稀土永磁(1983)第一代SmCo5(60年代）；第二代Sm2Co17(70年代）；第三代Nd2Fe14B(80年代）；第四代稀土永磁？永磁材料基本磁性1。饱和磁化强度Ms，Tc:组成，磁结构2。剩磁Br：取向，密度Br=opMsf.p

3、-孔隙率；f－取向度f=1/2–各向同性f＝1－各向异性，理想取向。3。矫顽力Hc：晶体结构，K，显微结构单畴：磁晶各向异性：Hc～K/oMs,BHcBroMs形状各向异性：Hc～NMs4。磁能积（BH)m（BH)m（理论）＝oMs2/4第一代第二代第三代第四代稀土永磁SmCo5Sm2Co17Nd2Fe14B?晶体结构CaCu5型六角晶系六角或菱方结构四方晶系低对称晶系Js(T)＝oMs1.141.251.61.8Tc(oC)727920320>300HA(T)25-446.577(BH)m(kJ/m3)200(259)*250(310)462(512)600*(

4、--)(BH)m理论值。SmFeN;SmFeC；1:12;3:29;纳米复合稀土永磁（BH)m(理论）>800（kJ/m3)，1988年－？？工艺：速凝；氢爆；双合金稀土永磁薄膜MEMS；传感器等应用中要求微米级膜厚的永磁薄膜。薄膜永磁材料：永磁铁氧体；MnBi;MnAlC;R-Co;NdFeB;Pt-Co/Fe----通常采用磁控溅射;激光沉积等工艺制备。SmCo5~160kJ/m3;Sm2Co17~136kJ/m3；NdFeB～240kJ/m3；（Pt/Fe）n~320kJ/m3NdFeB软磁材料软磁材料是应用最广，品种丰富的一类磁性功能材料，主要产品分三类1。高磁导率材料:μ

5、i>10000，电感元件；抗电磁干扰（EMI)；滤波器；宽带脉冲变压器2。低功耗材料：高饱和磁通密度，宽频、宽温、低损耗开关电源变压器;变压器3。电力工业用的软磁材料牌号PW1(PC30)PW2(PC40)PW3(PC44)PW4(PC50)PW5f(kHz)15~10025~200100~300300~1MH1~3MHz发展趋势：高频，低损耗，宽温功率铁氧体金属纳米微晶软磁材料非晶磁性合金分三类：1。【过渡金属－类金属(B,C,Si,P)】合金,如:FeSiB2。【稀土－过渡族】合金,如：NdFeB3。【过渡族－过渡族】合金，如FeZr(B),CoZr(B)纳米微晶软磁材料系列：

6、年代70年代80年代90年代金属软磁材料非晶纳米微晶块体非晶年代198819901998牌号FINEMETNANOPERMHITPERM组成Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1(FeSiCuNbB)Fe90Zr7B3(Fe-M-Cu-B)(Fe,Co)88M7B4Cu1M=Zr,Nb,Hf,Taμe(f=1kHz)据随机各向异性模型：交换相关长度Lex=(A/),~K1/N1/2(N-交换作用范围内的晶粒数)。块体非晶软磁材料非晶材料具有优良的力学性能，如Fe80B20非晶的断裂强度达3629MPa,而纳米微晶材料通常呈现脆性，给应用带来不便。上述的非晶与纳米微晶软

7、磁材料其冷却速度均大于105C/s，因此只能制备成厚度低于100μm的薄带，要制备厚的块体非晶材料，必须降低临界冷却速度，以致能从液相直接制备成块体非晶。通常多组元合金熔点低于二元合金，目前研究的体系大致上为：锆基（ZrAlTM);铝基（AlRTM);镁基（MgRTM);钯基（PdNiP)等。最近ChinTS在YFeB三元系中发现有很好软磁性能的块体非晶组成，如Y4Fe76B29的Js＝1.56T。软磁颗粒膜非晶、纳米晶软磁材料因低电阻率的禀性只能应用在低频段，为了增