异方性杂化磁体的磁化机理研究

【作者】 罗琪松； 罗阳； 彭海军； 王子龙； 李天昊； 闫文龙； 于敦波；

【机构】 有研科技集团有限公司稀土材料国家工程研究中心； 有研稀土新材料股份有限公司； 北京有色金属研究总院；

【摘要】 杂化磁体是由两种或多种磁粉与高分子粘结剂构成的复合材料。构成杂化磁体的磁粉种类、性能、粒度与杂化磁体密度和磁性能之间有紧密联系,磁体中不同种类和性能的磁粉颗粒之间以长程耦合作用为主,这对于杂化磁体的磁化与反磁化过程有着重要影响。基于有关杂化磁体的各种报导[1-3],我们选择了不同矫顽力的NdFeB磁粉(平均粒径约90μm)与性能一定的SmFeN磁粉(平均粒径约3μm)进行混胶,制备成磁体;采用VSM,高温永磁测量仪测试磁体磁性能、高温性能;采用SEM电镜观察磁粉表面状态、磁体微观形貌;采用XRD对磁体取向度进行分析。随着SmFeN磁粉的加入将对整个磁体产生填隙、摩擦阻力、偶极场等作用。首先随着SmFeN磁粉的加入,将填充磁粉之间的空隙,提高磁体密度。另外NdFeB磁粉表面附着的SmFeN磁粉形成一个偶极场,产生偏置磁场,其对中心NdFeB颗粒的磁化、反磁化过程产生一定的影响。在磁化过程中,偶极场的形成有利于磁粉的取向,从而提高剩磁及最大磁能积。但是随着SmFeN添加量增加,颗粒之间的摩擦阻力增加,此时摩擦阻力与偶极场共同作用使得杂化磁体在20-40%SmFeN磁粉添加量之间存在最大磁能积平台区。施加反向外场时,对于低矫顽力的NdFeB磁粉,偶极场有利于NdFeB磁粉抵抗外场作用,阻碍NdFeB磁畴发生偏转,但是随着细粉SmFeN的增加,摩擦阻力变大,颗粒转动困难,此时θ角增大,偶极场作用分量减小;对于高矫顽力的NdFeB磁粉,低矫顽力SmFeN磁粉先发生偏转,与外加磁场协同作用使得磁体矫顽力降低。矫顽力相差小时,偶极场协同作用较弱,磁体矫顽力下降得很缓慢,但是随着矫顽力差距增加,产生的偶极场与NdFeB矫顽力差距越大,协同作用增强使得矫顽力下降趋势增加。本文通过研究NdFeB磁粉矫顽力和SmFeN添加量对异方性杂化磁体磁性能的影响,分析了NdFeB与SmFeN磁粉颗粒间的相互作用,揭示了异方性杂化磁体的磁化机理,即SmFeN磁粉包覆在NdFeB磁粉周围,形成一个偶极场,起到磁化过程提升磁粉取向度以及退磁过程抵抗外场作用,从而改善磁体磁性能。更多还原