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纳米晶NdFeB磁体退磁曲线的微磁学研究

作　者: 代成颖
导　师: 闫羽
学　校: 吉林大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 微磁学有限元方法纳米晶永磁退磁曲线晶粒间交换作用矫顽力
分类号: O737
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

通常用微磁学有限元方法（S模型）处理晶粒间交换作用时，都是将晶粒间交换作用看成是无限大的，即晶粒间交换耦合为刚性耦合。这样不能处理晶界相存在对晶粒间交换作用的影响。本文将晶粒间交换耦合当作非刚性耦合来处理，主要工作如下： 1．推导出晶粒间交换作用公式，利用此公式可用微磁学方法正确处理晶界相存在对晶粒间交换作用的影响。 2．运用此公式首先计算了纳米晶单相NdFeB磁体的退磁曲线。计算结果表明此公式可以正确处理晶粒间交换作用。 3．在此基础上，计算研究了含富Nd相NdFeB磁体中富Nd顺磁相对磁体磁性的影响。计算结果表明：当晶粒间交换作用与晶粒内部一样时，对于晶粒尺度小的磁体，计算的矫顽力值与Nd_2.33Fe₁₄B_1.06Si_0.21磁体的实验值符合，而对于晶粒尺度大的磁体（L=30nm），计算值较实验值偏小。这是因为晶粒尺度增大时，Nd_2.33Fe₁₄B_1.06Si_0.21磁体的富Nd相厚度也相对较大，从而使Nd₂Fe₁₄B晶粒间交换作用变小，导致矫顽力相对变大。这时可以通过将交换作用变小，使计算值与实验值符合。另外，我们的计算表明富Nd相的NdFeB磁体的微磁学计算应该考虑散磁场效应。

全文目录

第一章绪论  7-16
  §1.1 稀土永磁材料的发展历程及趋势  7-10
    1.1.1 第一代稀土永磁材料RCo_5(1：5)系列  8
    1.1.2 第二代稀土永磁材料R_2Co_(17)(2：17)系列  8-9
    1.1.3 第三代稀土永磁材料Nd-Fe-B  9
    1.1.4 新型稀土永磁材料  9-10
  §1.2 纳米晶永磁材料  10-14
    1.2.1 纳米晶永磁材料的产生和发展  10-11
    1.2.2 剩磁增强效应  11-12
    1.2.3 纳米晶永磁材料的反磁化过程和矫顽力机制  12-14
  §1.3 微磁学有限元的发展  14-15
  §1.4 选题思路及主要内容  15-16
第二章微磁学有限元的基本原理  16-32
  §2.1 微磁学分析中的各种能量  16-18
    2.1.1 静磁能  16
    2.1.2 各向异性能  16-17
    2.1.3 交换能  17-18
    2.1.4 杂散场能  18
  §2.2 有限元方法  18-32
    2.2.1 区域离散和选择插值函数  19-22
    2.2.2 有限元方程  22-23
    2.2.3 边界条件  23-27
      2.2.3.1 波恩—卡曼周期性边界条件  23
      2.2.3.2 处理散磁场时边界条件  23-27
    2.2.4 求解有限元方程  27-32
      2.2.4.1 静磁能的梯度  28
      2.2.4.2 各向异性能的梯度  28-29
      2.2.4.3 交换能的梯度  29
      2.2.4.4 杂散场能的梯度  29-32
第三章晶粒间交换作用和散磁场作用对纳米晶NdFeB退磁曲线的影响  32-47
  §3.1 引言  32-33
  §3.2 模型和计算方法  33-37
    3.2.1 模型磁体的能量  34-36
    3.2.2 晶粒边界富Nd相厚度计算  36-37
  §3.3 非刚性耦合对晶粒间交换作用的影响  37-42
  §3.4 富Nd晶界相对晶粒间交换作用的影响  42-47
第四章结论  47-48
参考文献  48-53
摘要  53-55
Abstract  55-58
致谢  58

纳米晶NdFeB磁体退磁曲线的微磁学研究

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