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图2表明,在三元烧结Nd1s.sFe,B,s磁体内每一个Nd2Fe1B相的晶粒都被非铁磁 性的富N相所包围。它的磁化与反磁化是独立进行的,它不能通过磁矩的耦合作用将磁矩 转动或畴璧位移直接传播到相邻的晶粒。一般烧结NdFeB磁体的晶粒尺寸约8一15um,比 Nd2Fe1,B化合物单畴临界尺寸(0.26μm)大得多。在热退磁体状态每一个Nd2Fe14B晶粒 都是多畴体。它的磁化与反磁化是通过畴壁位移来实现的。根据其起始磁化曲线的特征?7) 和矫顽力与磁化磁场的依赖关系,可推断在室温区烧结NdFeB磁体的磁化与反磁化是由反 磁化畴的形核与长大的临界场控制的。在Nd:Fe1,B晶粒内存在晶体的完好区(下称I区) 和外延层(下称I区)。由于I区的成分和晶体缺陷与I区不同,它是反磁化畴的形核区。 Nd2Fe1B晶体的矫顽力是由I区的形核场或扩张场决定的。基于上述的显微结构模型的考 虑,从图2中取出两种有代表性的边界环境,作了微磁学处理与计算,并导出了Nd2Fe1,B 晶粒和磁体的矫顽力表达式。 2Nd,Fe,B晶粒矫顽力模型的微磁学分析 图3中()和(b)分别是图2中A和B两种边界环境的放大。图中C,和Ms,分别代表晶 粒的易磁化轴取向与磁矩取向。H代表磁化场方向,6代表Nd,Fe14B晶粒外延层(即I区) 的厚度。设Ax,MSr、Kr和A1、MsE,Kn分别代表I区与I区的交换积分常数、饱和磁 化强度和磁晶各向异性常数。设在热退磁状态,Nd:Fe14B晶粒的I区和】区的原子磁矩均 沿2轴(c轴)取向,即晶粒内部原子磁矩与2轴夹角8为0。当沿2轴的正方向加磁化或反磁 化场后,则】区的原子磁矩开始偏离2轴,设0角随2轴的变化如图4所示。假定在无限远 处→0,在这种情况下,对于沿2轴的一维系统,其总能量的变化为: Nd-rich phace layer in.the centre of 4th type boundary The epitaxial layer of Nd2Fei4B grain in 4th type boundary The perfect crystal (b】 (a) of the Nd 2 Fe14B grain (I-region) 图3V型边界的(a)类和(b)类边界环境 Fig.3 Two kinds of boundary surrounding of a and b for microstructural modal of sintered Nd15.5Fe7Br.smagncts E=E.x+E。+E月+E。 =∫〔4,(9)‘dz+K,sin29-M,Hcos9-H:(0M:eo0dz 435图 2 表明 , 在三元烧结 N d , 。 . S F e 7 : B , 。 。磁体内每一个N d : F e l ; B相的 晶粒都 被 非 铁磁 性的富 N d相 所包围 。 它的磁化与 反磁化是独 立进行的 , 它不能通过磁矩的 藕合 作用 将 磁 矩 转动 或畴壁位移直接传播到相邻 的 晶粒 。 一般烧结 N d F e B 磁体的 晶粒尺寸约 8一 1 5件m , 比 N d : F e ; ; B化合物单畴临 界尺寸 ( 。 . 2 6 ; m ) 大得多 。 在热退磁 体状态每一个 N d : F e ; 。 B晶粒 都是 多畴体 。 它的 磁化与反 磁化 是通过畴壁位移来 实现 的 。 根 据其起始磁化曲线的 特 征 £ 7 ’ 和矫顽力与磁化磁场的 依赖关 系 , 可推断在室温 区烧结N d eF B磁体的磁化与 反磁 化 是 由反 磁化畴的形 核与长大的临界场控制的 。 在N d : F e , ; B晶粒内存在晶体的完 好 区 (下称 I 区 ) 和外延 层 (下称 I 区 ) 。 由于 I 区的 成分和晶体缺陷与 I 区不 同 , 它是反 磁化畴的形核 区 。 N d Z F e : ; B晶体的矫顽力是 由 I 区的形核场 或扩张场决定的 。 基于上述的显微结构模 型 的 考 虑 , 从图 2 中取出两种有代表性的边界环境 , 作了微磁学处理与计算 , 并导出 了 N d : eF 、 。 B 晶粒和磁体的矫顽力表达式 。 2 N d : F e : ; B 晶粒矫顽力模型的微磁学分析 图 8 中 ( a) 和 (b )分别是 图 2 中A 和B两 种边界环境的放大 。 图 中C , 和M ` , 分别代 表晶 粒的易磁化轴取向与磁矩取 向 。 H 代表磁化场方向 , ` 代表N d : F e : ; B晶粒外延层 ( 即 I 区 ) 的 厚度 。 设 A 工 , 万 : : 、 K l 和 A 。 、 M : : , K 。 分别代表 I 区与 I 区的交换积分 常数 、 饱和磁 化强 度和磁晶 各向异性常数 。 设 在热 退磁状态 , N d , F e l ` B晶粒的 1 区和 I 区 的原子磁 矩均 沿 : 轴 c( 轴 ) 取 向 , 即 晶粒内部原子磁矩 与 二 轴夹角e 为 。 。 当 沿 二 轴的 正方向加 磁 化或反磁 化场后 , 则 l 区的原 子磁矩 开始偏离 二 轴 , 设 0 角随 : 轴的 变化如图 4 所 示 。 假定在无限 远 处 O , 。 , 在这种情况下 , 对于沿 二 轴的 一 维系统 , 其总能量的 变化 为 : Nd 一 r i e h 铸 · r 工e h Pha e e l a y e r t h e e e n t r e o f 4 t h 卜 z C 、 J ` 叮。,。 l . . . 月口t 人眺丫山, K Nd Z「e 亏。 B t y P e b -ou n d a r y ] { T h e P e r fe e t e r y s t 日 1 o f t h e g r a l n Nd Z 厂e l 你 B ( I , e g i o n 图 3 vI 型边界 的 ( a ) 类和 ( b ) 类边界环境 F 19 . 3 T w o k i n d s o f b o u n d a r y s u r r o u n d i n g o 厂 a a n d b f o r m i e r o s t r u e t u r a l m o d a l o f s i n t e r e d N d l 。 。 。 F e , , B r . o ln a g n e t s E = E . 二 + E * + E H 十 E ` 一 T r , ; (擎 、 ’ d : 十 二 , s i n : 。 一 。 , 。二 。 。 s 。 一 李二 ` : ( 。 ) . 。 , c 。 s 。勺d z 尹 、 、 q 罗 , ` Z 尹 4争笋
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