Vol.19 No.I 王佐诚等：纳米复合(NdDy)z(FeNb)iB/&-Fe永磁合金 77 弱的剩磁增强效应.随着样品中a-Fe相含量的 1.4 增加，剩余磁化强度B由0.86增加至1.03T,剩 I Ndi0Dy FesNbBsss 磁增强效应逐渐增强，而矫顽力则由1471减小 2 NdeuDy Fea Nb:Bs22 3 NdaDy Feas.26Nb Ba.ss 1.2 至580kAm.然而，所有样品的矫顽力均高于已 4 Ndes0Dy Fes7IsNb:B395 有文献报导的数值.由表1还可以看出，在三元 0.8 的Nd-Fe-B纳米复合永磁合金中添加少量的Dy 和Nb,使矫顽力显著地提高，同时可获得高的剩 0.4 余磁化强度和高磁能积. 图3为经理想退火样品第二象限的退磁曲 -1500 -1000 -500 0 线.可见虽然合金由硬磁相(NdDy),(FeNb)4B和 HIkA·m 软磁相α-F两相组成，但其退磁曲线却具有典图3纳米复合永磁合金第二象限的退磁曲线 型的单-一硬磁相退磁曲线的特征.这表明硬磁相和软磁相之间存在很强的磁交换耦合作用. 3讨论 根据传统的Stoner一Wohlfarth铁磁理论模型，对于单易轴各向同性永磁材料，剩余磁 化强度M,=0.5M,.但对于纳米复合永磁材料，尽管也是单轴各向同性的，由于其硬磁相和软 磁相晶粒尺寸都在纳米级范围内，两相之间存在强烈的磁交换耦合作用.尽管软磁相与硬磁 相的磁晶各向异性常数相差很大，但在磁交换耦合作用下，当有外加磁场作用时，软磁相磁矩 要随硬磁相磁矩同步转动，因此这种永磁体的磁化与反磁化具有单一硬磁相的特征；在剩磁 状态下，软磁相的磁矩将停留在硬磁相磁矩的平均方向上，由于软磁相仪-F的饱和磁化强度 (M,-2.18T)远高于硬磁相Nd,FeB的饱和磁化强度(M,=1.6T).因此，各向同性的纳米复 合Nd,Fe,B/a-Fe永磁材料的剩余磁化强度将大于0.5M,(0.8T),即呈现剩磁增强效应.并且， 随着-F相含量的增加，剩余磁化强度将逐渐增加，但由于此时合金的各向异性场或反磁化 畴的形核场随之降低，因此随着a-F含量的增加，矫顽力也逐渐降低. 实验结果表明，添加少量的Dy和Nb元素，显著地提高了合金的矫顽力，这是由于添加 Dy使硬磁相Nd,Fe,B的各向异性场增大1，因此将使矫顽力提高；但Dy的添加同时也将降 低Nd,Fe,B相的饱和磁化强度，使合金的剩余磁化强度降低.但由于添加少量的Nb元素具 有细化晶粒的作用，使硬磁相和软磁相之间的磁交换耦合作用增强，从而提高合金的剩余 磁化强度.因此，在合金中同时添加少量的Dy和Nb元素，既显著地提高了矫顽力，又可获得 高的剩磁和高磁能积 4结论 采用单辊急冷法并晶化退火制备了高矫顽力，高剩磁和高磁能积的纳米复合 (NdDy)2(FeNb)4B/a-Fe永磁合金，其组织结构由平均晶粒尺寸为30nm的硬磁柞 (NdDy)z(FeNb)4B和软磁相a-Fe两相组成.合金的最佳磁性能H,B,和(Bhms分别为 702kAm,1.02T和134kJ/m3.矫顽力高于已有文献报导的数值.王 佐诚等 纳米复合 一 永磁合金 弱 的 剩 磁 增 强 效 应 随 着 样 品 中 一 相 含 量 的 增 加 ， 剩余磁 化 强 度 刀 由 增 加 至 ， 剩 磁 增 强 效 应 逐 渐 增 强 ， 而 矫 顽 力 则 由 减 小 至 然 而 ， 所 有 样 品 的矫 顽 力 均 高 于 已 有 文 献 报 导 的 数值 由表 还 可 以 看 出 ， 在 三 元 的 一 一 纳米 复合 永磁 合金 中添 加 少 量 的 和 ， 使 矫 顽 力 显 著 地 提 高 ， 同 时可 获 得 高 的 剩 余磁化强 度和 高磁 能积 图 为 经 理 想 退 火 样 品第 二 象 限 的退 磁 曲 线 可 见 虽然 合金 由硬磁 相 ， 和 软 磁 相 “ 一 两 相 组 成 ， 但 其退 磁 曲线却 具 有 典 一 」 一 山， 刃 氏见 ， ，， ， 沈咱 一 一 一 一 ‘ 图 纳米复合永磁合金第二象限 的退磁曲线 型 的单一硬磁相退 磁 曲线 的特征 这 表 明硬 磁相 和 软磁相 之 间存在很 强 的磁 交换藕合作用 讨论 根 据 传统 的 一 铁 磁 理 论模 型 ， 对于 单易 轴各 向 同性 永 磁 材 料 ， 剩 余磁 化强 度 二 但 对于 纳米 复合 永磁 材料 ， 尽 管 也是 单轴 各 向同性 的 ， 由于其硬 磁相 和 软 磁相 晶粒尺 寸 都在 纳 米级 范 围 内 ， 两 相 之 间存 在 强 烈 的磁 交 换祸 合作 用 尽 管 软磁 相 与硬磁 相 的磁 晶各 向异性 常数相 差 很大 ， 但 在磁 交 换祸 合作 用下 ， 当有外 加 磁 场作用 时 ， 软磁相 磁矩 要 随硬 磁 相 磁 矩 同步转 动 ， 因此 这 种 永 磁 体 的磁 化 与 反磁 化具 有 单一 硬 磁 相 的特 征 在 剩磁 状态下 ， 软磁相 的磁矩 将停 留在硬 磁相 磁 矩 的平 均方 向上 由于 软磁相 一 的饱和磁 化强度 二 远高于 硬磁相 的饱和 磁 化强 度 二 因此 ， 各 向同性 的纳米复 合 ， 一 永磁材 料 的剩余磁化 强 度 将 大于 ， 即呈 现 剩磁增 强效应 · 并且 ， 随着 一 相 含量 的增 加 ， 剩余磁 化强 度将逐 渐增 加 ， 但 由于 此 时合金 的各 向异性 场或反磁 化 畴 的形 核场 随之 降低 ， 因此 随着 一 含 量 的增 加 ， 矫顽 力 也逐 渐 降低 实验 结果 表 明 ， 添 加 少 量 的 和 元 素 ， 显 著地 提 高 了合 金 的矫 顽 力 这是 由于 添 加 使硬 磁 相 的各 向异性 场增 大 ， 因此 将使矫 顽 力提 高 但 的添加 同时也将 降 低 相 的饱 和 磁 化 强 度 ， 使 合 金 的剩余 磁 化 强 度 降低 · 但 由于 添 加 少 量 的 元 素具 有 细 化 晶粒 的作用 ， 使硬 磁 相 和 软磁 相 之 间 的磁 交 换藕 合作 用增 强 ， 从 而 提 高合金 的剩余 磁化 强 度 因此 ， 在 合金 中同时添加 少量 的 和 元 素 ， 既 显著地 提 高 了矫 顽 力 ， 又 可 获得 高的剩磁 和高磁 能积 结论 采 用 单 辊 急 冷 法 并 晶 化 退 火 制 备 了 高 矫 顽 力 ， 高 剩 磁 和 高 磁 能 积 的 纳 米 复 合 叭 一 永 磁 合 金 ， 其 组 织 结 构 由 平 均 晶 粒 尺 寸 为 的 硬 磁 札 ， 和 软 磁 相 一 两 相 组 成 合 金 的 最 佳 磁 性 能 ， ， 和 渭卿 分 别 为 ， 和 矫顽 力高于 已 有文献报 导的数值