介觀結(jié)構(gòu)對Fe基納米晶合金磁性能影響的理論研究.pdf

1、Fe基納米晶合金具有優(yōu)異的軟磁性能和巨磁阻抗(GMI)效應(yīng)，為破解其優(yōu)異的軟磁性能人們進(jìn)行了十分有效的實(shí)驗(yàn)研究，提出了多種晶化機(jī)理學(xué)說和眾多理論解釋，主要有Herzer的有效磁各向異性理論、紀(jì)松等人的雙相無規(guī)磁各向異性模型，它們在解釋合金優(yōu)異軟磁性能的物理起源和產(chǎn)生的原因上無疑是成功的，但無法解釋目前已有的一些實(shí)驗(yàn)，特別是Sawa困惑和500～600℃退火的合金GMI比率峰值變化明顯的原因。對此我們做了如下一些探索：
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2、根據(jù)用原子力顯微鏡對不同溫度晶化的非晶薄帶三維介觀結(jié)構(gòu)的觀察，結(jié)合X射線衍射、M(o)ssbauer譜等實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在前人理論研究基礎(chǔ)上，對合金在不同溫度下的晶化過程進(jìn)行了系統(tǒng)的分析、研究，提出了兩種Nb-B框架介觀結(jié)構(gòu)、團(tuán)聚相和單位體積納米晶粒平均數(shù)等新概念，建立了新的晶化機(jī)理假說和描述其晶化過程的介觀織構(gòu)模型。該模型能夠演化成二相結(jié)構(gòu)模型和三相互套結(jié)構(gòu)模型。
　　 2.根據(jù)已有實(shí)驗(yàn)提出介觀結(jié)構(gòu)對其電磁性能有影響的觀點(diǎn)，建立了球

3、狀介觀結(jié)構(gòu)模型，分別求出只有交變磁場或交變磁場和靜磁場作用時(shí)納米晶粒球的頻率函數(shù)(D函數(shù))。分析表明，兩種D函數(shù)都是復(fù)變函數(shù)，其實(shí)部Re(D)為納米晶電感性質(zhì)和電容性質(zhì)的反映，虛部Im(D)為納米晶電阻性質(zhì)的反映，據(jù)此建立了Fe基納米晶合金介觀結(jié)構(gòu)的等效RLC并聯(lián)模型。由該模型求得合金產(chǎn)生極值巨磁電阻的條件為VextremumGMI=V|Re(D)=0決定因素有μ,σ,ω,R和(H)ex及微觀磁結(jié)構(gòu)。
　　 3.首次提出其介觀阻

4、抗率的物理概念，用Maxwell方程組求得其計(jì)算公式ρ=-μ(δA)/(δ)t/▽×(H)該式表明納米晶的介觀阻抗率與材料內(nèi)部的介觀磁場強(qiáng)度(H)、介觀磁矢勢(A)和介觀磁導(dǎo)率μ有關(guān)，磁矢勢(A)是由介觀結(jié)構(gòu)引起的量子力學(xué)效應(yīng)，是由合金的微觀結(jié)構(gòu)決定的。這個(gè)理論很好地解釋了鐵基納米晶糟末、粉芯磁阻抗的磁致頻移特性和鐵基納米晶復(fù)合結(jié)構(gòu)微絲巨磁阻抗的頻致磁移特性。
　　 4.根據(jù)Fe基納米晶粉末、粉芯的制作和GMI效應(yīng)的測試，經(jīng)過抽