SmCo5-α-Fe納米復合永磁材料的制備及其磁性能研究.pdf

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

2、雙相復合顆粒的制備。利用X-射線衍射（XRD）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP）、振動樣品磁強計（VSM）及超導量子干涉儀（SQUID）研究了所制備樣品的成分、形貌、顆粒尺寸分布、相組成、微觀結構及磁性能，分析了Cr中間層對矯頑力和軟硬磁相之間的交換耦合作用的影響及其機理，探討和分析了磁場熱處理、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合磁性材料的工藝及其機制。論文主要結果如下：
　?。?）制備了不同F(xiàn)e層厚度的SmCo

3、/Fe雙相復合永磁雙層膜，通過在軟硬磁層―sharp界面中加入不同厚度的Cr層改變界面狀態(tài)。實驗發(fā)現(xiàn)Fe層厚度為6nm（小于臨界尺寸）時，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，磁滯回線形狀也從―單一磁性相特征轉變?yōu)楱D雙相脫耦合特征。在Cr中間層厚度為0.2nm時，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―釘扎點而造成的。Fe層厚度為20nm（大于臨界尺寸）時，可以清楚地看到軟磁相的形核

4、場隨著Cr層厚度的增加而減小，從而從實驗上進一步證明Cr插入層會減弱界面處硬軟磁相間的交換耦合強度。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。
　?。?）干磨可有效細化軟磁相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合永磁材料，磁滯回線表現(xiàn)出很好單相特征；退火溫度過高，會造成軟磁相晶粒過度長大，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居里溫度以下進行強磁場熱處理能抑制Sm-Co和Fe兩相間的原子擴散，抑制晶粒長大，使納米晶更細化，從而提高矯頑力、剩磁和剩磁比，在550℃磁場熱處理樣品磁性能明顯優(yōu)于不加磁場熱處理樣品磁性能，矯頑力提高了1kOe。磁場熱處理還可使硬磁相產(chǎn)生一定晶粒取向，使Sm-Co/Fe納米復合磁體各向異性有所增加。
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