纳米晶Nd-Fe-B永磁材料退磁曲线的微磁学研究

Demagnetization curves for nanocrystalline Nd-Fe-B magnets studied by micromagnetics

项目批准号：59871019、19674016

吉林大学　金汉民^*、王学风、赵素芬、阎羽

　　用微磁学有限元法研究了纳米晶Nd-Fe-B永磁材料的退磁曲线和反磁化过程。

● 主要研究成果

1．发现,计算的退磁曲线，尤其是矫顽力iHc，随外磁场方向变化。随着模型磁体中晶粒数N=n3的增加，iHc 的变化幅度和其平均值减少(图1)。因此外推到N->OO的iHc (图2)以及相应的退磁曲线才是正确的结果。前人用较少的晶粒数、沿任意磁场方向计算的退磁曲线，只有定性意义。比如Fischer、Scchrefl、Kronmuller、Fidler研究集体对正分成分Nd2Fe14B磁体的的计算虽然能够定性地说明iHc 与晶粒大小的关系，但计算值远比富Nd的Nd2.33Fe14B1.06Si0.21磁体的实验结果大，不仅误差大，而且定性地也不合理(图3)。

2．我们在上述发现基础上，也计算拟合了正分成分Nd2Fe14B磁体的iHc 与晶粒大小L的关系(图3)，计算值和实验大体一致或稍微小，这是合理的。我们又计算拟合了富Nd成分Nd13Fe77B10磁体的iHc与温度的关系(图4)。跨晶界的交换作用是晶粒内部的交换作用的0.75倍的假设下，计算与实验定量符合。

3．从计算和 NdxFe14-xB 磁体的实验结果对比中得到晶粒大小为20和30nm时的跨晶界的交换作用随成分< font face="Arial" color="#000000">x的变化(图 5)。

4． 为了分析磁体表面的氧化层对表面晶粒的矫顽力的影响，研究了 a -Fe表面层厚度对 Nd2Fe14B 晶体的矫顽力的影响(图6) 。图中q c表示Nd2Fe14B的 c轴与磁场 H 的夹角。

工程与材料科学部、国际合作局 主办
数理科学部、化学科学部 协办