一、Grain Size Dependence of Exchange-Coupling Interaction between Magnetically Soft-Hard Grains and Effective Anisotropy(论文文献综述)
王玲[1](2021)在《水热法制备Nd-Fe-B基磁性粉体及性能优化》文中研究表明稀土永磁材料,尤其是Nd2Fe14B磁体由于具有优异的磁性能,已被广泛应用于能源、交通、机械、医疗、计算机、家电、航天、航空等领域,是支撑现代科技发展和社会进步的一种重要基础功能材料。近年来,制备高性能的Nd2Fe14B磁体已经引起了很多学者的关注,减小Nd2Fe14B的晶粒尺寸是提高磁性能的一种途径,因此,制备具有纳米结构的Nd2Fe14B磁粉成为一个研究热点。传统的Nd2Fe14B磁粉的制备方法是冶金法。冶金法制备流程复杂,能耗高,时间长,且主要以高纯稀土元素为原料,大大提高了成本。所以,寻求一种“自下而上”制备Nd2Fe14B基磁体的化学合成技术引起了许多研究者的兴趣。水热法是一种低成本,操作方便简单且可扩展性好的制备超细粉体的方法。到目前为止,鲜有关于水热合成Nd–Fe–B磁粉的详细研究和报道。因此,本文提出了一种利用水热法合成Nd–Fe–B前驱体,进而制备Nd–Fe–B基磁粉的方法,为化学法制备Nd2Fe14B基磁粉提供一个新的思路。本文采用水热法结合还原-扩散退火制备Nd2Fe14B基磁粉,研究了制备过程中的化学机理。结果表明,水热法制备Nd2Fe14B基磁粉包含四个步骤。首先,制备Nd–Fe–B前驱体,由Nd(NO3)3·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O和H3BO3与Na OH反应生成非晶态的Fe(OH)3、Nd(OH)3和Nd(BO2)3。其次,制备Nd–Fe–B氧化物。过程中Fe(OH)3、Nd(OH)3和Nd(BO2)3氧化生成Nd Fe O3、Nd BO3和Fe2O3。然后,通过还原扩散得到Nd2Fe14B磁粉,过程中Fe2O3,Nd Fe O3和Nd BO3被CaH2还原生成Fe,Nd H2和非晶态B,三者随后化合生成Nd2Fe14B相。最终通过清洗去除副产物Ca O,得到Nd2Fe14B基磁粉。合成的Nd2Fe14B颗粒为多晶体,磁粉的矫顽力机制为反向磁畴形核控制型机制。与已报道的其他方法相比,该方法制备Nd–Fe–B前驱体的形成温度较低(<200°C),制备时间短,操作简单,成本低廉,具有较大的应用潜力。在成功合成Nd2Fe14B磁粉的基础上,系统研究了影响Nd2Fe14B基磁粉制备和磁性能的关键因素,通过改变工艺参数得到纯度高,性能好的Nd2Fe14B磁粉。结果表明,磁粉性能最佳的工艺参数为:p H=9~11;T=180~200℃;t=6 h;c(表活)=0.3 mol/L;n(氧:还)=1:1.2。最佳的磁性能为:Ms=86.8 emu/g(86.8 Am2/kg),Mr=29.8 emu/g(29.8 Am2/kg),Hc=1.48 k Oe(117.7 k A/m)。还原-扩散反应过程中的保护气氛和样品的状态对Nd2Fe14B相能否合成也起着决定性作用。只有在5%H2/Ar保护气氛中,采用片状样品才能合成Nd2Fe14B相。在优化工艺参数的基础上,通过调整原料成分来提升产物的磁性能。主要研究了不同含量的Nd、B元素对Nd–Fe–B磁粉组成和性能影响,以及Dy含量对Dy掺杂Nd–Fe–B磁粉((Nd,Dy)–Fe–B)的影响。通过对产物磁性能的表征,确定了Nd、B和Dy的最佳含量。结果表明,成分为Nd27Dy8Fe60B5的磁粉矫顽力最大,Hc=6.9 k Oe(548.9 k A/m)。此时Ms=70.3 emu/g(70.3 Am2/kg),Mr=37.5 emu/g(37.5 Am2/kg)。而且,随着Dy的加入,(Nd,Dy)2Fe14B磁粉的自旋重取向温度降低,使(Nd,Dy)2Fe14B磁粉更适合在低温环境中应用。随着Dy含量的增加,磁粉的热稳定性也随之提高。通过采用机械球磨技术,细化了Nd–Fe–B氧化物与还原剂CaH2混合物的粒径,从而得到了具有交换耦合作用的Nd2H5/Nd2Fe14B/α–Fe复合磁粉,进一步提升了产物磁性能。同时,该工艺的改进优化了产物的微观结构,合成的Nd2Fe14B颗粒粒径小且大小均匀,Nd元素更均匀地分布在Nd2Fe14B颗粒周围,形成理想的晶界相,使磁粉具有较高的矫顽力。结果表明,球磨处理后,矫顽力从2.68 k Oe(213.2 k A/m)增加到4.38 k Oe(348.4 k A/m)。磁能积从2.44 MGOe(19.4 k J/m3)增加到5.49 MGOe(43.6 k J/m3)。球磨速度对磁粉的性能也有较大的影响。随着球磨速度的增加,磁粉的饱和磁化强度和矫顽力均先增大后减小。最合适的球磨速度为350 rpm,该条件下得到的磁粉磁性能为:Ms=106.21 emu/g(106.21 Am2/kg),Mr=66.7 emu/g(66.7 Am2/kg),Hc=6.01 k Oe(478.1k A/m)。通过对((Nd,Dy)–Fe–B)氧化物和CaH2进行球磨处理,也得到性能明显提升的(Nd,Dy)2Fe14B磁粉,磁粉的性能指标为:Ms=84.87 emu/g(84.87 Am2/kg),Mr=56.02 emu/g(56.02 Am2/kg),Hc=7.00 k Oe(556.8 k A/m).。磁能积也从2.76 MGOe(21.9 k J/m3)增加至3.56 MGOe(28.2 k J/m3)。
朱顺进[2](2021)在《钴铁氧基复合薄膜的生长及其物性研究》文中提出随着信息技术的发展,磁性材料在信息存储、微波器件和光信息技术等领域发挥着重要的作用。CoFe2O4由于具有高矫顽场、大的磁致伸缩系数、良好的化学和热稳定性,在磁性存储、磁光器件和复合多铁性材料等领域,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。然而,实验制备的CoFe2O4薄膜矫顽场普遍不大,微结构难以调控,这就限制了 CoFe2O4材料的研究和应用。针对这些问题,我们通过使用化学溶液法(CSD)、脉冲激光沉积(PLD)和近几年新发展的起来的磁场辅助脉冲激光沉积(MF-PLD)技术,对CoFe2O4及其复合薄膜进行了研究。获得了具有垂直于基片的柱状微结构的CoFe2O4薄膜,并提高了薄膜的磁性能。1.我们利用HMF-PLD技术,在单晶Si(001)衬底上成功制备出了具有(111)取向的CoFe2O4薄膜,通过改变制备过程中的磁场大小,实现了对CoFe2O4薄膜的晶粒尺寸、应力状态和微结构的调控。通过对薄膜晶粒尺寸和柱状结构尺寸的调控,改变了薄膜晶粒间的磁耦合状态,提高了薄膜的磁性能。在0.7T的磁场环境中制备的薄膜样品的矫顽场达到6kOe。2.通过构建CoFe2O4/La0.7Sr0.3MnO3/CoFe2O4三明治层状结构的复合结构薄膜,我们观察到了复合薄膜由于La0.7Sr0.3MnO3中间层厚度的改变,从刚性耦合到退耦合的变化过程。相较于单一的CoFe2O4层,La0.7Sr0.3MnO3层的引入,提升了复合薄膜的饱和磁化强度。3.利用CSD法制备了 CoFe2O4/La0.7Sr0.3MnO3多层膜,复合薄膜中颗粒间的磁相互作用,会受到硬磁相的晶粒尺寸和软-硬磁界面两个方面的影响。提升薄膜制备过程中退火温度,不仅有利于硬磁相CoFe2O4的晶粒长大,并接近其单畴尺寸,还有利于消除界面处的缺陷。因此,退火温度的升高,增强了复合材料中的耦合刚性,提高了复合薄膜的磁性能。其中,复合薄膜在室温下最大矫顽场为8.27 kOe,最大磁能积可以达到2.4MG·Oe。4.通过不同的摩尔比例混合的CoFe2O4与La0.7Sr0.3MnO3复合靶材制备了相应的复合薄膜,观察到体系中电子的遂穿效应和界面散射会增强薄膜的磁致电阻;另一方面,CoFe2O4和La0.7Sr0.3MnO3界面处,Mn元素的磁矩倾向于与Co元素的磁矩呈相反排列,有利于界面附近的La0.7Sr0.3MnO3层向铁磁金属态转变,根据渗流模型,有利于提高薄膜中的磁电阻转变温度。CoFe2O4摩尔占比为50%的复合薄膜,在200K处1T磁场下的低场磁电阻(LFMR)达到了 19%。5.通过在磁场下制备BiFeO3薄膜,利用磁场改变了薄膜的微结构,实现了柱状生长。随着磁场的增加,薄膜的晶粒尺寸先增大后减小,而晶粒的长大,界面和缺陷的减少,有利于铁电性的增强。磁场下制备薄膜具有的柱状微结构将有利于增强薄膜的压电性能的提升。拓展了 MF-PLD技术的研究体系的范围。综上所述,通过对制备工艺参数的调节,提高了 CoFe2O4及其复合薄膜的磁性,在相应复合薄膜中获得了增强的磁电阻效应,拓展了磁场在样品制备中的应用。
张一昆,王书桓,柳昆,赵定国,宋春燕[3](2020)在《软/硬双相纳米永磁体的强磁机制及组织调控》文中研究指明在单相纳米稀土永磁研究和制备遇到瓶颈的基础上,通过介绍纳米双相稀土永磁材料的优越磁性能,引出纳米双相稀土永磁材料研究的必要性。简述了纳米双相稀土永磁材料晶粒间的交换耦合作用机制及剩磁增强原理,确定了获得最优磁性能时所对应的软/硬磁晶粒尺寸及其体积分数范围,得出当软磁相晶粒尺寸~10 nm,硬磁晶粒尺寸~30 nm,且软磁相体积分数在30%~70%之间时,矫顽力达到最大值。深入分析了矫顽力的形核机制和钉扎机制以及矫顽力过低的原因,指出软/硬磁相晶粒尺寸、体积分数、以及组织缺陷和界面成分及结构对矫顽力的影响,为后续克服矫顽力与剩磁之间此消彼长的关系奠定理论基础,最后对软/硬双相纳米永磁的组织调控方法,提出核壳结构组织在同时提高矫顽力和剩磁方面的优异性,以及大塑性变形法在组织调控方面的优势,最后对纳米双相永磁材料的发展进行了展望。
娄理[4](2020)在《Sm-Co基多相异质纳米永磁材料的制备、结构与磁性》文中研究表明Sm-Co系永磁材料具有很好的高温磁特性,在国防、尖端武器、航空航天等领域具有十分重要且广泛的应用。传统Sm-Co永磁材料的磁能积已接近理论极限,且Sm、Co元素资源稀缺、成本较高,发展空间受到了严重限制。添加软磁相的Sm-Co基纳米复合永磁材料具有潜在的高理论磁能积,且大量减少稀土使用,具有很大的发展潜力。但块体纳米复合永磁材料的发展面临两个严重的科学问题:1)如何在获得永磁纳米晶织构的同时实现软磁纳米晶的尺寸、含量、分布的优化控制;2)如何弱化饱和磁化强度的提高与矫顽力大幅度降低之间的矛盾。本论文针对上述的两个关键问题,提出了采用异质多相“团队式”组合构筑块体Sm-Co基纳米复合永磁材料的新思路,并结合本课题组自主研发的高压热压缩强变形技术,首次制备了Sm Co3+Sm Co7/α-Fe(Co)多相各向异性块体纳米晶永磁材料,该材料的最大磁能积明显高于单相Sm Co3、Sm Co7和双相Sm Co3/α-Fe(Co)、Sm Co7/α-Fe(Co)纳米晶磁体。且详细研究了制备工艺、永磁相含量以及原始铁粉形态对该类材料的微结构与磁特性的调控,详细研究工作如下:选取Sm和Co质量比为33:67的Sm-Co粉和Fe粉按照质量比74:26配合,通过机械合金化制备含有α-Fe(Co)软磁纳米晶的Sm-Co基非晶合金。然后采用应力为1 GPa、应变为78%、温度为630 oC的高压热压缩强变形,成功制备出了具有各向异性的块体Sm Co3+Sm Co7/α-Fe(Co)多相异质纳米晶永磁材料。其中软磁α-Fe(Co)相、永磁Sm Co3相和Sm Co7相的含量分别为26 wt.%,20 wt.%和54 wt.%;α-Fe(Co)相的晶粒平均尺寸~13 nm;Sm Co7相具有(002)方向的择优取向(织构),Sm Co3相具有(0012)方向的择优取向。该磁体呈明显的磁各向异性,平行压力方向性能最佳,矫顽力为5.1 k Oe,磁能积为26 MGOe。该磁能积明显高于相应的块体单相Sm Co3(4 MGOe)、Sm Co7(18.4 MGOe)纳米晶磁体及双相Sm Co3/α-Fe(Co)(13.5 MGOe)、Sm Co7/α-Fe(Co)(20.6 MGOe)纳米晶磁体。变形量和变形温度对永磁相织构形成和磁体磁性具有重要影响。变形量从0增加到80%,Sm Co3相和Sm Co7相织构明显增强,磁各向异性明显增大;磁能积从14.4 MGOe增加到26.0 MGOe。变形温度从550 oC增加到700 oC时,α-Fe(Co)晶粒从尺寸约为9 nm变成30 nm;相组成由36 wt.%Sm Co3+25 wt.%Sm Co7+29 wt.%α-Fe(Co)+10 wt.%非晶变成90 wt.%Sm Co7+10 wt.%α-Fe(Co);磁能积和矫顽力先增后减,在630 oC获得最大值,分别为26 MGOe和5.1 k Oe。固定α-Fe(Co)相含量28 wt.%,将上述制备的多相纳米晶磁体中Sm Co3相含量从0提高到66%,Sm Co7相含量从72%降低到0,磁体的磁各向异性逐渐增强,矫顽力逐渐增加,饱和磁化强度逐渐降低,磁能积先增加后降低,在Sm Co3、Sm Co7质量分数分别为27 wt.%和45 wt.%时获得最高磁能积25.5 MGOe。这是由于上述制备条件下Sm Co3相的(0012)织构比Sm Co7相的(002)织构更容易生成。原始Fe粉的形态变化对所制备多相复合纳米晶磁体的微结构和磁性具有明显影响。外形为树枝状的粗晶Fe粉(以下简称粗晶Fe粉)比外形为球状的纳米晶Fe粉(以下简称纳米晶Fe粉)更容易促进球磨过程中Sm-Co相的非晶化,在相同的变形条件下(变形温度630 oC,变形量75%)粗晶Fe参与制备的纳米晶磁体由α-Fe(Co)、1:7和1:3相三相组成,而由纳米晶Fe粉参与制备的磁体仅由α-Fe(Co)和1:7相两相组成。且前者具有更细小的晶粒尺寸,更高的软磁相含量,以及更强的晶体织构。因而具有更高的矫顽力4.6 k Oe和磁能积25.5 MGOe。
陈倩[5](2020)在《磁性薄膜中的自旋动力学研究》文中指出磁动力学过程的研究对基础物理的发展和自旋电子学器件性能的提高都有着重要意义。随着磁性材料结构和有效场分布的变化,磁矩的集体进动表现出多种多样的模式。这些丰富的磁动力学过程反应了磁性材料的磁动力学性质,并可通过多种手段进行调控。本论文系统研究了坡莫合金(permalloy,Py)铁磁连续薄膜及微纳米结构中的磁矩进动的各类模式,以及Nd基非磁材料-坡莫合金磁性异质结和磁性多层膜中磁动力学过程,主要的研究内容概括如下:1.坡莫合金薄膜中的各类自旋进动模式的形成条件和调控方式在观察到Py连续薄膜中垂直膜面的自旋驻波进动模式基础上,我们发现微量稀土(rare earth,RE)掺杂即可显着调控Py100-xREx(RE=Gd、Nd和Tb)薄膜中的静态和动态磁性。其中3 at.%的Nd掺杂即可导致Py-RE的交换系数有近44%的衰减;4 at.%的Tb掺入就能使Py-RE的Gilbert阻尼因子(α)增加至Py本征阻尼的12.5倍。通过设计具有不同尺寸和间距的Py微纳米矩形单元阵列,我们观察到了各类面内自旋驻波进动模式。结合理论拟合和微磁学模拟,我们发现具有不同模式数的面内自旋驻波的边界钉扎系数不同,取决于靠近边界处的磁矩的动态钉扎作用。2.Nd基非磁材料-坡莫合金磁性异质结中的磁动力学通过在Py连续薄膜上覆盖轻稀土Nd基非磁薄膜,我们成功实现对Py动态磁性的调控。在Py/Nd异质结中,Py薄膜的Gilbert阻尼因子随Nd覆盖层厚度的增加而先增加后趋于稳定,最大增量在Py本征阻尼的6倍以上。通过逆自旋霍尔效应测试和在界面插入非磁层Cu,我们证明了Py/Nd异质结中磁阻尼增量主要来自于界面作用。利用这种界面性质,通过在Cu纳米薄膜中掺杂Nd,可同时实现对Py/CuNd异质结界面状态和非磁层自旋轨道耦合的设计,进而有效调控了Py的磁阻尼。3.磁子阀结构中自旋层间传输及其调控通过设计Py/Cu/FeCoTb磁性多层膜结构,我们研究了两磁层的磁化取向对Py动态磁性的影响。结果显示,在两磁层静态交换耦合可以忽略不计的情况下,当相对磁化取向由面内平行状态(P)变为反平行状态(AP)时,层间相互作用和Py的磁阻尼都增大;在AP状态下的Gilbert阻尼因子是其在P状态下时的5倍;表明在AP状态下自旋信号在层间传输过程中受到的损耗更多,自旋弛豫更快。利用时间分辨磁光克尔效应技术,我们研究了磁子间相互作用和界面损耗对自旋阀中磁子传输的影响。通过比较Py/Cu/FeCo和Py/Cu/Py这两种自旋阀结构,我们证明磁子间的相互作用与其本征频率有关,本征频率接近的磁子间相互作用相对较小;通过研究有稀土插入层的Py/Tb/Cu/FeCo/Gd自旋阀结构,我们发现稀土插入层会增加自旋角动量在界面处的损耗,从而间接地减小两铁磁层中磁子的相互作用强度。这项研究对以磁子阀为基础的磁子器件的发展有重要的推动作用。
杨真艳[6](2020)在《Si(001)基片上制备的FePt薄膜的性质》文中指出随着存储技术的不断进步,存储器件的尺寸显着减小。L10-FePt具有特别大的单轴磁晶各向异性能,用于存储信息,可以达到更高的存储面密度。L10-FePt材料内部,Fe原子及Pt原子的自由电子之间存在轨道杂化,使得颗粒状L10-FePt的室温矫顽力Hc在实验上已经能能达到70 kOe。制成小颗粒膜,可以用于超高密度数据存储。但是开关场却太大,常规手段无法改写数据。利用界面交换作用做成弹性交换磁体(ES),能够用于增加NdFe B磁体的磁能级(BH)max,也可以用来降低L10-FePt的Hc。交换弹性磁体由硬磁体(HM)和软磁体(SM)两种材料构成,在两相的界面处伴随有交换耦合作用。HM的高剩余磁通密度(Br)和SM的高剩余磁化强度(Ms)组合,可以有效降低HM的Hc。ES内的反转磁畴产生于SM相,畴壁在较低的磁场作用下就可以穿过界面进入硬磁相,从而降低硬磁相的开关场。磁化曲线的形状主要取决于软磁相的厚度。有研究者想到过FePt/Fe双层膜,但Fe太容易氧化,而且两种材料的晶体结构和晶格常数都不一样,界面畸变明显,界面外延性差,从而影响特性。解决这一问题的最佳方案是形成异质结,可以采用L10-FePt/A1-FePt结构实现。用加热到100℃的Si(001)基片作为衬底,溅射50 nm的Fe Pt薄膜,设置不同的温度进行热处理,分析其结构和磁性变化,寻找形成较佳L10-Fe Pt/A1-Fe Pt异质结的条件。但Si和FePt间易发生扩散,为此在Si和FePt间插入MgO隔离层。生长10 nm厚的MgO层后,把温度上升到400℃,再交替生长(FePt/MgO多层膜或((FePt+MgO)/MgO混溅/交替多层膜。在不同温度热处理后,分析其结构和磁性变化。主要结果如下:1、直接在Si(001)衬底上溅射50 nm的FePt薄膜,热处理温度Ta在[400,600]℃范围分别保温2 h后,Hc矫顽力变化不大。Ta=500℃时最大(沿面内方向磁化,为5.45 kOe;沿垂直于膜面方向磁化,为3.48 kOe)。热处理温度再升高,就出现无法标定的杂峰,说明Si基片与FePt合金的界面已经发生质变。2、在Si(001)衬底和FePt(50 nm)之间插入MgO隔离层,薄膜的耐热性得到很大改善,在Ta=600℃时还能保持良好的原有形貌,但更多的FePt会转化成L10相。这说明用MgO层来隔离薄膜和基底,可以有效防止薄膜与衬底之间发生扩散。3、在加热到100℃的Si(001)单晶基片上,用磁控溅射法生长10 nm厚的MgO薄膜,将温度调节为400℃,交替溅射FePt/MgO或混溅FePt+MgO后再溅射MgO,得到交替生长的多层结构。在不同温度热处理,使薄膜实现不同程度的A1→L10转变,分析其中包含的交换弹性作用。(1)Fe Pt/MgO交替生长,由于MgO把FePt各层间的颗粒隔绝,阻断了垂直方向磁性颗粒间的耦合作用,使得易轴方向沿面内。因为每层FePt的厚度够薄,又受到MgO的层间隔离作用,磁滞回线没有出现双肩,即软磁相的尺寸没有超过交换作用长度。改变MgO层的厚度,可以调控A1相→L10相的占比,也都具有较高的耐热性。(2)在(FePt+MgO)/MgO体系中,共溅射层内的MgO嵌于FePt颗粒之间,又进一步减弱了FePt颗粒间的交换耦合作用。FePt颗粒内L10相和A1相共存,形成交换作用耦合复合体。由于交换磁体相互间被MgO分隔,颗粒间的耦合作用被削弱,软磁相只受到最近邻硬磁相的约束,矫顽力会降低。只要在共溅射层内掺入很少量的非磁性物质MgO,矫顽力就可以减小接近一半。(3)再通过改变Fe Pt+MgO共溅射层的厚度,可以进一步调控磁性。在层内嵌入MgO的方式为调节FePt的矫顽力提供了新途径。
周璇[7](2020)在《Co-Zr基永磁材料的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理永磁材料,尤其是稀土永磁,广泛应用于国民经济各个领域。但由于工业发展对稀土永磁材料的井喷式需求,关键性稀土资源的供求关系日益紧张。此外,广泛应用的钕铁硼永磁又由于温度稳定性和耐蚀性较低,使用范围受到一定限制。在诸多非稀土永磁材料中,Co基永磁材料具有高的温度稳定性、高的耐蚀性和较高的各向异性场,它不仅能在一定程度上弥补钕铁硼磁体的性能空白,同时也为缓解稀土资源压力提供了可能。本文以减少稀土用量和改善硬磁性能为目标,研究了不含稀土的Co-Zr基磁性合金的成分和工艺优化,同时尝试将Nd2Fe14B与Co82Zr18合金相结合制备多组元Nd-Fe-B-Co-Zr合金。论文主要研究内容及结果如下:首先,研究了Co100-xZrx(x=14-20)及Co82-yZr18Fey(y=0、2、4、6和8)快淬合金的相组成、磁性能、温度稳定性和耐腐蚀性。结果表明,对于Co-Zr二元成分,x=16-18的合金具有较高的硬磁性能,这是由于这些合金中的硬磁相含量较高并且具有较好的晶间交换耦合作用。x=18时的合金拥有最大矫顽力Hc=3019 Oe,而x=17时的合金拥有最高的最大磁能积(BH)max=4.97 MGOe及剩磁比Jr/Js=0.67。Fe替代Co会使Co-Zr合金的磁性能有一定的下降。此外,Co-Zr基合金拥有优异的温度稳定性及耐蚀性,Fe元素的添加可以将二者进一步改善。y=8时的合金具有最高的居里温度Tc=785 K。其次,为了进一步提高Co-Zr合金的矫顽力,在Co-Zr-Si-B合金中添加了Cr元素,制备了Co78-xZr16CrxSi3B3(x=0-4)快淬合金,研究了Cr元素对合金的影响及相关机理。结果表明,在x=4时,合金的矫顽力从x=0时的4.6 k Oe提高到7.7 k Oe;x=3样品进行热处理后,最大矫顽力达到8.0 k Oe,相比于未添加Cr元素的合金提高了74%。Cr元素在合金中的作用主要有:(1)抑制软磁fcc-Co相;(2)析出的Cr单质一方面可以抑制晶粒长大,另一方面可作为钉扎中心提高矫顽力;(3)使晶间交换耦合作用增加,回复曲线闭合。最后,采用放电等离子烧结技术制备了Co78-xZr16Cr3Si3B3大块磁体,但相关的工艺有待进一步优化。最后,为了在减少稀土用量的同时提高材料的综合磁性能,分别以Nd-Fe-B与Co-Zr合金为基体,将两种合金成分相结合,尝试制备了多硬磁相的Nd-Fe-B-Co-Zr合金。结果表明,以Nd-Fe-B为基体时,在42 m/s快淬速度下获得的70 wt.%Nd2Fe14B-30 wt.%Co82Zr18合金在700℃退火60 min后性能最优,磁性能Hc=4497 Oe,Jr=0.95 T,Js=1.37T,(BH)max=10.37 MGOe,居里温度Tc=775 K。尽管合金的相结构有待进一步确认,磁性能还需进一步优化,但将两种硬磁相的优点相结合的思想对将来开发新型永磁材料具有参考意义。
成晨[8](2020)在《CoFe2O4及其复合纳米纤维材料的制备与磁性能研究》文中认为随着科学技术的进步,设备的小型化、轻量化成为发展的主流,从而进一步推动着纳米纤维的发展。而静电纺丝技术由于设备简单、纺丝成本低、工艺可控等优点,已成为制备纳米纤维的主要途径。本文以金属硝酸盐为原料,无水乙醇,去离子水以及二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为黏度剂,采用静电纺丝法和水热法成功制备出CoFe2O4和CoFe2O4/ZnFe2O4纳米纤维和颗粒。利用X射线衍射仪(XRD)扫描电子显微镜(SEM)透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对CoFe2O4和CoFe2O4/ZnFe2O4纳米纤维和纳米颗粒的结构、微观形貌和磁性能进行表征与研究。(1)通过调节收集筒的转速、电场距离、结构和宽度,可以制备出不同形貌、直径和取向的纳米纤维。这是由于通过控制电场距离,可以改变前驱体的分裂和拉伸时间,得到不同直径的纳米纤维。转鼓的转速会改变前驱体对收集表面的作用力,形成两种不同形貌的CoFe2O4纳米纤维和纳米带。1000 r/min下的纳米纤维和2000 r/min纳米带的Ms和Hc分别为83.77 emu/g,616.11 Oe和75.18emu/g,1145.39 Oe该领域的研究对纳米纤维的生产和应用具有重要意义。(2)分别采用水热法和静电纺丝法制备了CoFe2O4纳米颗粒和定向与非定向纳米纤维。利用滚筒收集装置收集高定向度的纳米纤维。经700℃相同退火后,发现纳米颗粒和纤维具有相似的直径。通过研究CoFe2O4纳米阵列的磁滞回线,发现它们具有很强的各向异性,其中易磁化轴与纤维长轴平行。易磁化轴和难磁化轴的Hc和Mr分别为1330.5 Oe、32.39 emu/g和857.2 Oe、24.8 emu/g。而CoFe2O4纳米颗粒的Hc为979.3 Oe。利用微磁软件模拟了CoFe2O4纳米纤维阵列退磁过程中磁滞回线和磁矩的变化。模拟Hc为1480 Oe,与实验值相近。因此静电纺丝将是一种低成本制备纳米纤维阵列的方法。(3)在不同退火温度下,采用静电纺丝法和水热法制备摩尔比为1:1的CoFe2O4/ZnFe2O4纳米纤维和纳米颗粒复合材料。通过对磁滞回线的分析,发现当样品尺寸小于单畴临界尺寸时,随着退火温度的升高,Ms和Hc逐渐增大。同时还发现纳米纤维具有比纳米颗粒更高的Ms、Hc和Mr这是由于纳米纤维的形状各向异性导致。通过静电纺丝技术,制备出CoFe2O4/ZnFe2O4摩尔比分别为1:0.25,1:0.5,1:0.75的复合材料。发现当比例为1:0.25时其Ms要高于单一CoFe2O4纤维,并且通过开关场分布图发现该比例下软硬磁材料,具有最强的交换耦合作用。通过对材料的开关场分布曲线和δM曲线分析,发现软磁与硬磁之间存在交换弹簧行为相、纳米纤维的交换作用比纳米粒子强。
张国胜[9](2019)在《成分优化调控Pr2Fe14B/α-Fe型纳米复合磁体的微结构和磁性能》文中研究说明纳米复合永磁材料因其理论磁能积可高达100 MGOe而被认为是最具发展潜力的下一代超强永磁材料。但是,实际制备出的纳米复合永磁材料的磁能积远低于理论预测值(通常不超过25 MGOe),主要原因很难制备出满足理论要求的微结构,其中最主要的就是很难实现高软磁相含量、且硬磁相具有强晶体学织构的复合磁体的制备。针对上述科学难题,本论文以Pr2Fe14B/α-Fe型复合磁体为研究对象,主要通过合金成分调控,采用熔体快淬结合快速的两步高压热压缩变形技术,围绕高软磁相含量、强磁各向异性和具有良好磁性能的块体Pr2Fe14B/α-Fe纳米晶复合永磁材料的制备这一目标开展以下研究工作。首先以贫稀土Pr-Fe-B三元合金为研究对象,采用熔体快淬技术和低温热压手段制备出完全非晶块体前驱物,利用快速的两步高压热压缩变形技术制备出了各向异性块体Pr2Fe14B/α-Fe纳米晶复合永磁体,研究了非金属元素B含量的变化对其微结构和磁性能影响。研究表明,随着B含量的增加,磁体的矫顽力逐渐增大、剩磁和磁取向度逐渐减小,并在B含量为5 at.%时制备出了磁能积为18.1 MGOe,软磁相含量超过25 wt.%且硬磁相具有一定晶体学(00l)取向的纳米晶复合永磁体。通过在贫稀土Pr-Fe-B系合金中添加Cu元素和适当调控Pr、Cu和B的比例,采用熔体快淬结合高压热压缩变形技术制备出了强磁各向异性的的块体Pr2Fe14B/α-Fe纳米晶复合永磁体,研究了各组成元素含量变化对所制备磁体的微结构和磁性能的影响。结果表明,Cu添加有效地促进了热变形所制复合磁体中Pr2Fe14B硬磁相晶体学(00l)织构的产生,并且随Cu添加量的增加,磁体的磁各向异性、软磁相含量和剩磁同步提高。此外,稀土Pr含量的增加能够同时提高变形后所制磁体的剩磁、矫顽力和磁各向异性,而B含量的增加在提高磁体矫顽力的同时其剩磁和磁各向异性显着降低。最终我们在合金成分为Pr9Fe85Cu1B5时制备出了磁能积为21.3 MGOe,软磁相含量为31 wt.%,且硬磁相具有强晶体学取向(I(004)/I(220)=784%)的纳米晶复合永磁体。通过在贫稀土Pr-Fe-Cu-B系合金中添加Ga/Nb元素结合高压热压缩变形技术制备出了高软磁相含量、强磁各向异性和良好磁性能的块体Pr2Fe14B/α-Fe纳米晶复合永磁体,研究了Cu与Ga/Nb元素复合添加对所制备磁体的微结构和磁性能的影响。研究表明,元素复合添加弥补了单一Cu添加造成的矫顽力恶化的问题,在提高磁体矫顽力的同时其磁各向异性略有增强,并在成分为Pr9Fe85Cu1Nb1B5时制备出了矫顽力为Hci=4.63 kOe、剩磁4πMr=13.1 kG且磁能积高达27 MGOe的各向异性块体Pr2Fe14B/α-Fe复合永磁体。研究了经热变形所制各向异性块体Pr2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁体的矫顽力机制,表明其矫顽力主要是以畴壁钉扎机制为主导的。此外,对磁体微结构中Pr2Fe14B硬磁相晶体学(00l)织构产生机理进行了分析,主要原因是非晶前驱物在大应力、大应变以及温度场条件下诱导硬磁性Pr2Fe14B相沿着应变能密度最低的晶面择优取向成核和生长以及磁体中存在少量的低熔点Cu2Pr合金相在变形过程中促进硬磁相晶粒的取向生长。
谢国强[10](2019)在《瓦记录磁存储系统的微磁学仿真分析》文中认为根据国际数据公司(IDC)的报告,全球数据产生量在2016就已超过16ZB,到2025年将超过160ZB。伴随着数字信息量的爆炸式增长,对大容量存储设备的巨大市场需求推动了传统磁记录和各类新型存储器件的不断进步。与半导体、光存储等方式相比,磁存储在存储成本、使用寿命和可修复性等方面依然具有优势,基于磁记录技术的硬(磁)盘预计未来较长时间仍将作为主要存储载体而占据大容量信息存储市场的大部分份额。随着磁记录技术的快速发展,硬盘的存储密度在过去长期呈现摩尔定律式的快速增长,存储密度从早期的2kbpsi增长至目前商用的1.5Tbpsi2Tbpsi,这种令人惊喜的增长速度得益于介质、磁头、头盘接口、记录方式等一系列新技术的运用,但随着存储密度的提高,磁记录面临愈来愈严峻的“三难”困境,提升趋势减缓。为了突破存储密度瓶颈,磁存储学界和业界提出了交换耦合介质、比特图案化、能量辅助、瓦记录、二维磁记录等各种新技术。针对记录介质热稳定性难题,交换耦合介质由高各向异性的硬磁层和低各向异性的软磁层借由晶粒间的耦合作用纵向堆叠构成磁性颗粒,硬磁层用于保证热稳定性,软磁层用于促进硬磁层的翻转,进而降低介质的翻转场。针对磁头写入能力难题,瓦记录通过邻接磁道的相互部分覆盖,减小磁道宽度,采用宽大的写磁头产生较强写场,提高系统写入能力,无需对传统写磁头进行大的结构改造,易于实现产业升级。针对数据读取难题,二维磁记录从信号处理的角度实现高密度存储下的低信噪比数据信号的回读检测和恢复。通过微磁学仿真,分析了交换耦合介质下瓦记录的写入过程,为写磁头的设计优化、交换耦合介质制备参数的选择和二维磁记录的读取提供了理论支持,从存储介质、写磁头设计、读取信号处理三方面综合交换耦合介质、瓦记录和二维磁记录技术提升系统性能,为实现10Tbpsi的存储密度提供理论基础和技术支持。交换耦合介质翻转场理论研究和制备参数优化。通过构建交换耦合介质的单颗粒和多颗粒沃罗诺伊三维有限元模型,分析了软硬磁层各向异性、交换耦合效应及饱和磁化强度等参数对介质翻转场的影响,并以此为理论基础对以L10-Fe Pt为硬磁层的交换耦合介质制备参数进行了选择和优化。以介质翻转场的角相关性为切入点,选择适合的软磁层材料,以10Tbpsi为目标,根据介质翻转场与磁头写入能力之间的关系,得到合适的磁性颗粒制造直径和厚度。瓦记录写磁头的建模及优化。提出了交换耦合介质下的瓦记录擦除带宽计算方法,该方法借助综合写入误差计算擦除带宽,结合介质翻转场的角相关性,可以对瓦记录擦除带宽进行量化分析,扩充了衡量系统性能的参考指标。分析了写磁头斜截角和圆角写磁极对系统性能的影响,结果表明,磁头以较小的斜截角运行时,擦除带宽的变化幅度更小;写磁头应设置合适的斜截角运行范围,该范围的下限应以能提供足够大的写场强度为标准,上限应考虑擦除带宽的大小和增长趋势;优化的圆角写磁极可以提高写场梯度,降低邻接磁道受到的逸散场,减小擦除带宽。结合写磁头斜截角和圆角效应,优化了瓦记录磁头设计,分析了交换耦合介质下磁头各项结构参数对有效写场强度和梯度以及擦除带宽等性能指标的影响。对二维磁记录的读取通道进行了建模,提出了用以恢复写入数据的对数几率回归预测模型,该模型将有效相邻比特区域内的回读信号作为样本特征向量,目标比特数据作为标记,通过对数几率回归算法预测原始数据。通过统计分析误码情况,发现了易错编码模式,在写入数据时通过限制这些模式的受限编码,可以降低预测模型的误码率。
二、Grain Size Dependence of Exchange-Coupling Interaction between Magnetically Soft-Hard Grains and Effective Anisotropy(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Grain Size Dependence of Exchange-Coupling Interaction between Magnetically Soft-Hard Grains and Effective Anisotropy(论文提纲范文)
(1)水热法制备Nd-Fe-B基磁性粉体及性能优化(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 稀土永磁材料的概述 |
1.2.1 永磁材料的理论基础 |
1.2.2 永磁材料的发展历程 |
1.3 Nd–Fe–B基永磁材料 |
1.3.1 Nd–Fe–B基磁体的晶体结构 |
1.3.2 Nd–Fe–B基磁体的磁性能 |
1.4 Nd–Fe–B磁粉制备的研究进展 |
1.4.1 冶金法 |
1.4.2 化学法 |
1.5 论文的选题依据及研究内容 |
1.5.1 论文选题依据 |
1.5.2 论文研究内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 实验仪器设备及原料 |
2.1.1 实验仪器设备 |
2.1.2 实验原料 |
2.2 分析测试方法 |
2.2.1 物相分析和Rietveld精修 |
2.2.2 热分析 |
2.2.3 红外光谱分析 |
2.2.4 显微结构分析 |
2.2.5 元素分析 |
2.2.6 磁性能分析 |
第三章 水热法制备Nd_2Fe_(14)B磁粉的工艺探索 |
3.1 引言 |
3.2 实验步骤及流程 |
3.2.1 Nd–Fe–B前驱体的制备 |
3.2.2 Nd–Fe–B氧化物的制备 |
3.2.3 还原-扩散退火合成Nd_2Fe_(14)B磁粉 |
3.2.4 副产物的去除 |
3.3 水热法制备Nd_2Fe_(14)B磁粉及其机理 |
3.3.1 Nd–Fe–B前驱体的物相组成和形成机理 |
3.3.2 Nd–Fe–B氧化物的物相组成和形成机理 |
3.3.3 还原-扩散法生成Nd_2Fe_(14)B磁粉的物相组成和形成机理 |
3.3.4 副产物CaO去除后的物相组成 |
3.4 本章小结 |
第四章 工艺参数对Nd_2Fe_(14)B磁粉的影响及相关机理 |
4.1 引言 |
4.2 实验步骤及流程 |
4.2.1 Nd–Fe–B前驱体的制备 |
4.2.2 Nd–Fe–B氧化物的制备 |
4.2.3 还原-扩散退火合成Nd_2Fe_(14)B磁粉 |
4.2.4 副产物的去除 |
4.3 水热合成条件的优化 |
4.3.1 pH值对Nd_2Fe_(14)B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.3.2 水热温度对Nd_2Fe_(14)B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.3.3 水热时间对Nd_2Fe_(14)B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.3.4 表面活性剂浓度对Nd_2Fe_(14)B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.4 还原-扩散过程的条件优化 |
4.4.1 保护气氛对Nd_2Fe_(14)B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.4.2 样品状态对Nd–Fe–B磁粉组成结构和性能的影响 |
4.4.3 还原剂比例对Nd_2Fe_(14)B磁粉的组成结构和性能的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 成分对Nd–Fe–B及(Nd,Dy)–Fe–B磁粉的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验步骤及流程 |
5.2.1 Nd–Fe–B和(Nd,Dy)-Fe-B前驱体的制备 |
5.2.2 Nd–Fe–B和(Nd,Dy)–Fe–B磁粉的制备 |
5.3 Nd含量对Nd_xFe_(95-x)B_5(15≤x≤40)磁粉物相组成和性能的影响 |
5.3.1 Nd含量对Nd_xFe_(95-x)B_5磁粉物相组成的影响 |
5.3.2 Nd含量对Nd_xFe_(95-x)B_5磁粉微观形貌的影响 |
5.3.3 Nd含量对Nd_xFe_(95-x)B_5磁粉磁性能的影响 |
5.4 B含量对Nd_(35)Fe_(60-y)B_y(0.5≤y≤9)磁粉物相组成和性能的影响 |
5.4.1 B含量对Nd_(35)Fe_(60-y)B_y磁粉物相组成的影响 |
5.4.2 B含量对Nd_(35)Fe_(60-y)B_y磁粉微观形貌的影响 |
5.4.3 B含量对Nd_(35)Fe_(60-y)B_y磁粉磁性能的影响 |
5.5 Dy掺杂对Nd_(35-z)Dy_zFe_(60)B_5(0≤z≤8)磁粉物相组成和性能的影响 |
5.5.1 Nd_(35-z)Dy_zFe_(60)B_5(0≤z≤8)磁粉的物相组成和微观形貌 |
5.5.2 Nd_(35-z)Dy_zFe_(60)B_5(0≤z≤8)磁粉的磁性能 |
5.5.3 Nd_(35-z)Dy_zFe_(60)B_5(0≤z≤8)磁粉的温度稳定性 |
5.6 本章小结 |
第六章 Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的制备与磁性能 |
6.1 引言 |
6.2 实验步骤及流程 |
6.3 Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的组成结构和磁性能 |
6.3.1 Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的物相组成 |
6.3.2 Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的微观形貌 |
6.3.3 Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的磁性能 |
6.3.4 经球磨后(Nd,Dy)_2Fe_(14)B基磁粉的磁性能 |
6.4 球磨速度对Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉的组成结构和磁性能的影响. |
6.4.1 球磨速度对Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉物相组成的影响 |
6.4.2 球磨速度对Nd–Fe–B氧化物微观形貌的影响 |
6.4.3 球磨速度对Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉微观形貌的影响 |
6.4.4 球磨速度对Nd_2H_5/Nd_2Fe_(14)B/α–Fe复合磁粉磁性能的影响 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(2)钴铁氧基复合薄膜的生长及其物性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 尖晶石铁氧体的研究 |
1.2.1 尖晶石磁性的基本知识 |
1.2.2 软硬磁复合 |
1.3 复合材料在低场磁电阻(LFMR)中的应用 |
1.3.1 庞磁电阻效应(CMR) |
1.3.2 低场磁电阻效应(LFMR) |
1.3.3 低场磁电阻(LFMR)效应的研究现状 |
1.4 多铁性材料的研究 |
1.4.1 多铁材料的研究背景 |
1.4.2 单相多铁材料 |
1.4.3 复合多铁材料 |
1.4.4 磁电耦合机制 |
1.5 磁场下PLD薄膜制备技术的研究和发展 |
1.5.1 磁场下PLD技术的理论研究 |
1.5.2 磁场下PLD技术的实验发展 |
1.6 本文的研究意义与内容 |
参考文献 |
第2章 磁场下CoFe_2O_4薄膜的制备与磁性研究 |
2.1 引言 |
2.2 CFO薄膜的制备 |
2.2.1 CFO靶材的制备 |
2.2.2 CFO薄膜的制备 |
2.3 CFO的物相及微结构表征 |
2.3.1 CFO薄膜的物相表征 |
2.3.2 CFO薄膜的微结构表征 |
2.4 CFO薄膜的元素价态表征 |
2.5 CFO薄膜的磁性 |
2.5.1 薄膜的室温磁性 |
2.5.2 薄膜的低温(5K)磁性 |
2.5.3 薄膜晶粒间相互作用的讨论 |
2.6 本章小结 |
参考文献 |
第3章 CoFe_2O_4与La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3的复合薄膜的磁性研究 |
3.1 引言 |
3.2 CFO与不同厚度的LSMO复合 |
3.2.1 薄膜的制备与表征 |
3.2.2 薄膜的磁性 |
3.3 CoFe_2O_4与La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3的多层复合薄膜 |
3.3.1 CFO/LSMO多层膜的制备 |
3.3.2 CFO/LSMO多层膜的微结构表征 |
3.3.3 复合薄膜的磁性 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第4章 (La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3)_(1-x):(CoFe_2O_4)_x复合薄膜的低场磁电阻(LFMR)研究 |
4.1 引言 |
4.2 样品的制备 |
4.2.1 靶材的制备 |
4.2.2 薄膜的制备 |
4.3 薄膜物相的表征 |
4.4 薄膜微结构的表征 |
4.5 薄膜磁性和电输运表征 |
4.6 本章小结 |
参考文献 |
第5章 磁场下BiFeO_3的制备与物性研究 |
5.1 引言 |
5.2 磁场下BiFeO_3薄膜的制备 |
5.2.1 靶材的制备 |
5.2.2 薄膜的制备 |
5.3 物相和微结构表征 |
5.3.1 薄膜的物相表征 |
5.3.2 薄膜的微结构表征 |
5.4 薄膜的铁电性表征 |
5.5 本章小结 |
参考文献 |
第6章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 后续工作展望 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文及其他研究成果 |
(3)软/硬双相纳米永磁体的强磁机制及组织调控(论文提纲范文)
1 软/硬双相纳米永磁体晶间交换耦合作用机制 |
2 软/硬双相纳米永磁体晶粒尺寸及体积分数的确定 |
3 软/硬双相纳米永磁体的矫顽力机制 |
4 软/硬双相纳米永磁体的组织调控 |
5 总结与展望 |
(4)Sm-Co基多相异质纳米永磁材料的制备、结构与磁性(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 永磁材料概述 |
1.2.1 磁性材料分类及应用 |
1.2.2 永磁材料的技术参量 |
1.2.3 永磁材料的发展 |
1.2.4 永磁材料面临的问题 |
1.3 纳米复合永磁材料 |
1.3.1 纳米复合永磁材料的产生背景 |
1.3.2 纳米复合永磁材料的理论模型与计算 |
1.3.3 纳米晶复合永磁材料的研究进展与制备方法 |
1.3.4 块体Sm-Co基纳米晶复合永磁材料发展现状和存在的问题 |
1.4 选题意义及研究内容 |
第2章 实验原理与方法 |
2.1 样品制备 |
2.1.1 氩弧熔炼 |
2.1.2 高能机械球磨和压制成型 |
2.1.3 高压热压缩强变形实验 |
2.1.4 超高真空退火 |
2.2 结构分析测量的方法和原理 |
2.2.1 X射线实验分析方法和原理 |
2.2.2 显微结构观察测试 |
2.3 磁性能测试与分子学动力模拟计算 |
2.3.1 磁性能测试 |
2.3.2 分子学动力模拟计算 |
第3章 SmCo_3+SmCo_7/α-Fe(Co)块体多相异质纳米永磁材料的制备、结构与磁性 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.3 SmCo_3+SmCo_7/α-Fe(Co)多相异质纳米永磁材料的结构 |
3.4 SmCo_3+SmCo_7/α-Fe(Co)多相异质纳米永磁材料的磁性 |
3.5 分析与讨论 |
3.6 本章小结 |
第4章 变形工艺对SmCo_3+SmCo_7/α-Fe(Co)纳米晶磁体结构与磁性的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.3 变形量对多相异质复合纳米晶永磁材料结构和磁性的影响 |
4.4 变形温度对多相异质复合纳米晶永磁材料结构和磁性的影响 |
4.5 分析与讨论 |
4.6 本章小结 |
第5章 硬磁相含量对SmCo_3+SmCo_7/α-Fe(Co)纳米晶磁体结构与磁性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法 |
5.3 数据分析与结果讨论 |
5.4 本章小结 |
第6章 原始Fe粉形态对SmCo_3+SmCo_7/α-Fe(Co)纳米晶磁体结构与磁性的影响 |
6.1 引言 |
6.2 实验方法 |
6.3 原始Fe粉形态对机械合金化过程的影响 |
6.4 原始Fe粉形态对高压热压缩强变形磁体结构与磁性能的影响 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(5)磁性薄膜中的自旋动力学研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状和动机 |
1.3 基本概念及理论 |
1.3.1 自发磁化的交换作用理论 |
1.3.2 铁磁薄膜中的能量 |
1.3.3 磁化动力学过程 |
1.4 主要研究内容 |
参考文献 |
第二章 基本方法及原理 |
2.1 薄膜的制备 |
2.1.1 磁控溅射 |
2.1.2 电子束蒸发 |
2.1.3 微纳加工技术 |
2.2 厚度和结构表征 |
2.2.1 X射线衍射(X-ray diffraction, XRD) |
2.2.2 扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)及X射线能谱仪(energydispersive X-ray detector,EDX) |
2.2.3 透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM) |
2.3 物性测量 |
2.3.1 振动样品磁强计(vibrating sample magnetometer, VSM) |
2.3.2 X射线磁圆二色(X-ray magnetic circular dichroism, XMCD) |
2.3.3 铁磁共振技术(ferromagnetic resonance, FMR) |
2.3.4 时间分辨磁光克尔效应(time-resolved magneto-optical Kerr effect, TRMOKE)测量系统 |
2.4 OOMMF微磁学模拟(object oriented micro-magnetic framework,OOMMF) |
2.4.1 理论基础 |
2.4.2 三维模拟标准子类 |
2.4.3 频谱分析 |
参考文献 |
第三章 坡莫合金薄膜中的非一致自旋进动模式研究 |
3.1 坡莫合金连续薄膜中自旋的一致进动 |
3.1.1 坡莫合金薄膜样品的制备和表征 |
3.1.2 磁矩进动过程的铁磁共振研究 |
3.2 稀土掺杂坡莫合金连续膜法向的非一致进动 |
3.2.1 沿膜厚方向非一致进动(PSSW)的形成条件 |
3.2.2 稀土掺杂对坡莫合金静态磁性的调控 |
3.2.3 稀土掺杂坡莫合金中PSSW的研究 |
3.2.4 稀土掺杂对坡莫合金磁动力学阻尼因子的调控 |
3.3 铁磁微纳米阵列中的自旋进动模式 |
3.3.1 铁磁微纳米阵列的制备及其磁动力学探测技术 |
3.3.2 铁磁微纳米阵列中的自旋进动模式及其钉扎系数 |
3.3.3 微磁学模拟 |
本章小结 |
参考文献 |
第四章 Nd基覆盖层对坡莫合金薄膜自旋弛豫过程的调控 |
4.1 Py/Nd异质结中自旋弛豫过程的研究 |
4.1.1 样品的制备和表征 |
4.1.2 自旋弛豫过程的铁磁共振研究 |
4.1.3 非磁层中自旋流的逆自旋霍尔效应检测 |
4.1.4 界面Cu插入层对自旋弛豫的影响 |
4.2 非磁层Nd掺杂对Py/Cu_(1-x)Nd_x结构中自旋弛豫的调控 |
4.2.1 样品的制备和表征 |
4.2.2 Nd掺杂浓度对自旋弛豫的影响 |
4.2.3 Cu_(1-x)Nd_x厚度对自旋弛豫的影响 |
本章小结 |
参考文献 |
第五章 磁子阀结构中自旋层间传输及其调控 |
5.1 相对磁化取向对磁性多层膜磁动力学过程的影响 |
5.1.1 Tb掺杂对FeCo薄膜磁性的调控 |
5.1.2 Cu层厚度对层间耦合的调节 |
5.1.3 不同面内磁化取向下的动态磁性改变 |
5.2 自旋层间传输的超快磁动力学研究 |
5.2.1 样品制备和主要测试方法 |
5.2.2 Py/Cu/FeCo结构中自旋的层间传输 |
5.2.3 Py/Cu/Py结构中自旋的层间传输 |
5.2.4 稀土插层对自旋层间传输的影响 |
本章小结 |
参考文献 |
工作总结与展望 |
博士期间已发表和待发表的学术论文 |
致谢 |
(6)Si(001)基片上制备的FePt薄膜的性质(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 磁记录技术 |
1.2.1 垂直磁记录介质 |
1.3 交换耦合介质 |
1.3.1 交换弹簧理论 |
1.3.2 交换耦合材料的现状与挑战 |
1.4 FePt合金 |
1.4.1 FePt结构和磁性 |
1.4.2 L1_0-FePt薄膜的现状及应用 |
1.5 本文的选题及研究内容 |
第2章 薄膜的制备及表征 |
2.1 薄膜的制备 |
2.1.1 基片的清洗 |
2.1.2 磁控溅射镀膜 |
2.1.3 真空热处理炉 |
2.2 薄膜的表征 |
2.2.1 薄膜的膜厚表征 |
2.2.2 薄膜的结构表征 |
2.2.3 薄膜的形貌表征 |
2.2.4 薄膜的磁性表征 |
第3章 Si(001)基片上制备FePt薄膜 |
3.1 本章引言 |
3.2 实验 |
3.3 FePt(50 nm)的性质 |
3.4 MgO(10nm)/FePt(50 nm)的性质 |
3.5 MgO(10nm)/(FePt+MgO交替生长)薄膜的性质 |
3.6 MgO(10nm)/((FePt+MgO)-MgO交替生长)薄膜的性质 |
3.7 本章小结 |
第4章 Si(001)基片上L1_0-FePt多层薄膜的性质 |
4.1 本章引言 |
4.2 FePt多层膜的制备 |
4.3 MgO(10 nm)/(FePt+MgO交替生长)薄膜的性质 |
4.3.1 MgO(10 nm)/(FePt+MgO(1 nm)交替生长)薄膜 |
4.3.2 MgO(10 nm)/(FePt+MgO(4 nm)交替生长)薄膜 |
4.4 MgO(10 nm)/((FePt+MgO) -MgO交替生长)薄膜的性质 |
4.4.1 MgO(10 nm)/((FePt+MgO)/MgO(1 nm)交替生长)薄膜 |
4.4.2 MgO(10 nm)/((FePt+MgO)/MgO(4 nm)交替生长)薄膜 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间的科研成果 |
致谢 |
(7)Co-Zr基永磁材料的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 永磁材料基础 |
1.2.1 磁滞回线和磁性参量 |
1.2.2 永磁材料的稳定性 |
1.3 永磁材料的发展及应用 |
1.3.1 永磁材料的发展 |
1.3.2 永磁材料的应用 |
1.4 稀土资源危机 |
1.5 Co基非稀土永磁材料 |
1.5.1 Co基合金概述 |
1.5.2 Co基合金磁性相的成分及结构 |
1.5.3 Co-Zr磁性合金的成分优化 |
1.5.4 Co-Zr磁性合金的制备工艺 |
1.6 论文的选题意义及主要研究内容 |
第二章 实验材料与实验方法 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料 |
2.3 样品制备及实验流程 |
2.3.1 合金铸锭的制备 |
2.3.2 快淬薄带的制备 |
2.3.3 热处理 |
2.3.4 放电等离子烧结块体的制备 |
2.4 性能测试与表征 |
2.4.1 X射线衍射分析 |
2.4.2 材料物性测量系统 |
2.4.3 透射电子显微镜 |
2.4.4 电化学工作站 |
第三章 Co-Zr永磁合金的成分与工艺优化 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.3 Co-Zr二元合金的研究 |
3.3.1 快淬速度对相组成的影响 |
3.3.2 快淬速度对磁性能的影响 |
3.3.3 Co/Zr比例对相组成的影响 |
3.3.4 Co/Zr比例对室温磁性能的影响 |
3.3.5 热处理对室温磁性能的影响 |
3.4 Fe元素对Co-Zr磁性合金的影响 |
3.4.1 Fe元素对相组成的影响 |
3.4.2 Fe元素对室温磁性能的影响 |
3.4.3 Fe元素对温度稳定性的影响 |
3.4.4 Fe元素对耐蚀性的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 Co-Zr-Cr-Si-B永磁合金与磁体的性能优化 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.3 Co-Zr-Cr-Si-B快淬合金的研究 |
4.3.1 快淬速度的影响 |
4.3.2 Cr元素对相组成的影响 |
4.3.3 Cr元素对微观组织的影响 |
4.3.4 室温磁性能的研究 |
4.3.5 热处理对室温磁性能的影响 |
4.3.6 Cr元素对磁交换耦合作用的影响 |
4.3.7 Cr元素对温度稳定性的影响 |
4.3.8 矫顽力机制的研究 |
4.3.9 耐蚀性的研究 |
4.4 放电等离子烧结磁体的研究 |
4.5 本章小结 |
第五章 Nd-Fe-B-Co-Zr磁性合金的制备与性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法 |
5.3 70wt.%Nd_2Fe_(14)B-30 wt.%Co_(82)Zr_(18) 快淬合金的研究 |
5.3.1 快淬速度对淬态合金的影响 |
5.3.2 热处理对室温磁性能的影响 |
5.3.3 热处理对相组成的影响 |
5.3.4 退火态合金的温度温定性 |
5.3.5 退火态合金矫顽力机制的研究 |
5.4 (100-x)wt.%Nd_2Fe_(14)B-x wt.%Co_(82)Zr_(18)(x=70-90)快淬合金的研究 |
5.4.1 淬态合金相组成的研究 |
5.4.2 淬态合金磁性能的研究 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(8)CoFe2O4及其复合纳米纤维材料的制备与磁性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 磁性纳米材料研究进展 |
1.2.1 磁性纳米材料简介 |
1.2.2 磁性纳米材料的制备 |
1.2.3 磁性纳米材料研究进展 |
1.2.4 磁性纳米材料的应用及研究意义 |
1.3 铁氧体纳米材料的研究进展 |
1.3.1 铁氧体材料简介 |
1.3.2 磁性纳米材料及纤维的研究现状 |
1.4 本论文的研究内容及意义 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究意义 |
第2章 纳米纤维的制备及材料表征 |
2.1 静电纺丝影响参数 |
2.1.1 静电纺丝技术 |
2.1.2 影响因素 |
2.2 实验材料及仪器 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 表征方法 |
第3章 纳米丝结构及其形貌对磁性能的影响 |
3.1 CoFe_2O_4纳米材料的合成路线 |
3.2 不同形貌CoFe_2O_4纤维的表征及磁性能分析 |
3.2.1 晶体结构分析 |
3.2.2 形貌形态分析 |
3.2.3 磁性能分析 |
3.3 CoFe_2O_4纳米颗粒和定向纳米纤维的表征及磁性能分析 |
3.3.1 晶体结构分析 |
3.3.2 形貌形态分析 |
3.3.3 磁性能分析 |
3.3.4 纤维磁性能模拟分析 |
第4章 CoFe_2O_4/ZnFe_2O_4复合纳米纤维及颗粒的制备及磁性能研究 |
4.1 CoFe_2O_4/ZnFe_2O_4 纳米材料的合成路线 |
4.2 CoFe_2O_4/ZnFe_2O_4纳米材料的表征及磁性能分析 |
4.2.1 晶体结构分析 |
4.2.2 形貌形态分析 |
4.2.3 磁性能分析 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
(9)成分优化调控Pr2Fe14B/α-Fe型纳米复合磁体的微结构和磁性能(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 永磁材料的概述 |
1.2.1 磁性材料及其分类 |
1.2.2 永磁材料的磁学基础 |
1.2.3 永磁材料的发展概况 |
1.3 双相纳米晶复合永磁材料 |
1.3.1 双相纳米晶复合永磁材料的产生背景 |
1.3.2 双相纳米晶复合永磁材料的理论模型与计算 |
1.3.3 双相纳米晶复合永磁材料的研究进展 |
1.4 块体双相纳米晶复合永磁材料制备技术和存在问题 |
1.4.1 各向同性块体纳米晶复合永磁材料的制备技术 |
1.4.2 各向异性块体纳米晶复合永磁材料的制备技术 |
1.5 选题的意义及研究内容 |
第2章 实验原理与方法 |
2.1 前驱物的制备 |
2.1.1 母合金铸锭的制备 |
2.1.2 熔体快淬法制备非晶合金薄带 |
2.2 热压/热变形实验 |
2.2.1 热压实验过程及方法 |
2.2.2 热变形实验过程和方法 |
2.3 差示扫描量热法(DSC)分析 |
2.4 磁性能测试 |
2.4.1 阿基米德法测量密度 |
2.4.2 退磁因子校正 |
2.4.3 振动样品磁强计(VSM)磁性能测试 |
2.5 微结构检测方法与原理 |
2.5.1 X射线衍射(XRD)分析 |
2.5.2 透射电子显微镜(TEM)分析 |
第3章 B含量对贫稀土Pr-Fe-B三元合金微结构和磁性能影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.3 前驱物结构表征 |
3.4 变形后制得样品的微结构表征 |
3.5 变形后制得样品的磁性能研究 |
3.6 本章小结 |
第4章 成分变化对贫稀土Pr-Fe-Cu-B复合磁体微结构和磁性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.3 Pr含量对块体Pr_2Fe_(14)B/α-Fe永磁体磁性能和微结构的影响 |
4.3.1 前驱物结构表征 |
4.3.2 Pr含量对块体Pr_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合磁体微结构的影响 |
4.3.3 Pr含量对块体Pr_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合磁体性能的影响 |
4.4 B含量对块体Pr_2Fe_(14)B/α-Fe永磁体磁性能和微结构的影响 |
4.4.1 前驱物结构表征 |
4.4.2 B含量对Pr_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合磁体微结构和性能的影响 |
4.5 Cu含量对块体Pr_2Fe_(14)B/α-Fe永磁体磁性能和微结构的影响 |
4.5.1 前驱物结构表征 |
4.5.2 Cu含量对Pr_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合磁体微结构的影响 |
4.5.3 Cu含量对Pr_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合磁体性能的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 复合元素添加对Pr_2Fe_(14)B/α-Fe磁体微结构及磁性能影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验方法 |
5.3 Cu、Ga复合添加对Pr_2Fe_(14)B/α-Fe磁体微结构和性能的影响 |
5.3.1 前驱物的结构表征 |
5.3.2 变形制备的块体Pr_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体的性能和微结构表征 |
5.4 Cu、Nb复合添加对Pr_2Fe_(14)B/α-Fe磁体微结构和性能的影响 |
5.4.1 前驱物结构的表征 |
5.4.2 变形制得的块体Pr_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体微结构表征 |
5.4.3 变形制得的块体Pr_2Fe_(14)B/α-Fe复合磁体的磁性能 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务和主要成果 |
致谢 |
(10)瓦记录磁存储系统的微磁学仿真分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 磁记录系统概述 |
1.3 磁记录系统发展趋势 |
1.4 国内外研究现状 |
1.5 选题依据及研究内容 |
2 微磁学原理与仿真系统的构建 |
2.1 自由能理论和朗道-栗夫西茨方程 |
2.2 斯通纳-沃尔法斯模型 |
2.3 微磁学模型计算方法 |
2.4 仿真系统的构建 |
2.5 本章小结 |
3 交换耦合介质参数分析与优化 |
3.1 交换耦合介质及单颗粒模型 |
3.2 交换耦合介质多颗粒沃罗诺伊模型 |
3.3 交换耦合介质材料及其厚度选择优化 |
3.4 本章小结 |
4 瓦记录写磁头性能分析与设计优化 |
4.1 瓦记录写磁头模型 |
4.2 有效写场与擦除带宽计算 |
4.3 传统介质下的擦除带宽计算 |
4.4 交换耦合介质下的擦除带宽计算 |
4.5 瓦记录写磁头圆角效应 |
4.6 本章小结 |
5 二维磁记录回读信号的检测方法 |
5.1 二维磁记录系统模型 |
5.2 读通道建模分析 |
5.3 对数几率回归预测模型 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
攻读学位期间参与的研究项目 |
附录:中英文缩写对照索引 |
四、Grain Size Dependence of Exchange-Coupling Interaction between Magnetically Soft-Hard Grains and Effective Anisotropy(论文参考文献)
- [1]水热法制备Nd-Fe-B基磁性粉体及性能优化[D]. 王玲. 太原科技大学, 2021
- [2]钴铁氧基复合薄膜的生长及其物性研究[D]. 朱顺进. 中国科学技术大学, 2021
- [3]软/硬双相纳米永磁体的强磁机制及组织调控[J]. 张一昆,王书桓,柳昆,赵定国,宋春燕. 稀有金属, 2020(11)
- [4]Sm-Co基多相异质纳米永磁材料的制备、结构与磁性[D]. 娄理. 燕山大学, 2020(01)
- [5]磁性薄膜中的自旋动力学研究[D]. 陈倩. 东南大学, 2020(02)
- [6]Si(001)基片上制备的FePt薄膜的性质[D]. 杨真艳. 西南大学, 2020(01)
- [7]Co-Zr基永磁材料的制备及性能研究[D]. 周璇. 华南理工大学, 2020(02)
- [8]CoFe2O4及其复合纳米纤维材料的制备与磁性能研究[D]. 成晨. 兰州理工大学, 2020(12)
- [9]成分优化调控Pr2Fe14B/α-Fe型纳米复合磁体的微结构和磁性能[D]. 张国胜. 燕山大学, 2019(06)
- [10]瓦记录磁存储系统的微磁学仿真分析[D]. 谢国强. 华中科技大学, 2019(03)