納米復(fù)合材料Nd2Fe14B-α-Fe磁性雙層膜磁性能的研究.pdf

1、永磁材料目前在人們的生活中已經(jīng)起著非常重要的作用，對永磁材料的應(yīng)用也幾乎遍及到人類生活的方方面面。隨著永磁材料的發(fā)展，其應(yīng)用范圍還有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢。交換彈簧體則為在納米尺度范圍由硬磁材料和軟磁材料在納米尺度范圍內(nèi)復(fù)合而成的復(fù)合磁性材料。這類新型材料，由于結(jié)合了軟磁相的高剩磁及硬磁相的高矯頑力，從而具有較高的磁能積。同時(shí)，這種材料呈現(xiàn)出磁電阻、垂直交換耦合等諸多效應(yīng)，從而引起了國內(nèi)外廣泛的研究。本文分別運(yùn)用了傳統(tǒng)的一維模擬計(jì)算方法和三維

2、模擬工具OOMMF模擬計(jì)算了Nd2Fe14B/a-Fe雙層膜的磁滯回線，并基于微磁學(xué)理論系統(tǒng)的分析了雙層膜體系的剩磁、矯頑力、最大磁能積隨著軟磁厚度變化而變化的情況以及各種外場下的磁矩的角度分布情況。主要研究如下:
　　1.以e軸和外場都平行膜面的Nd2Fe14B/a-Fe雙層膜為例，分別運(yùn)用三維模擬和一維計(jì)算的方法研究了隨著磁厚度的增加，磁化反轉(zhuǎn)過程中成核場和矯頑力的變化情況。對兩種方法的結(jié)果對比分析發(fā)現(xiàn)，臨界場都是隨著軟磁厚度

3、的增加而單調(diào)減小;剩磁隨著軟磁厚度的增加而增加;而磁能積卻是先增加再減小，在軟磁厚度為5 nm時(shí)達(dá)到最大。另外兩種方法所得到的結(jié)果也有一定的差異。在平行取向時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)用三維計(jì)算的臨界場總是比一維計(jì)算的結(jié)果要小，而最大磁能積也相差較多。
　　2.以e軸和外場都垂直膜面的Nd2Fe14B/a-Fe雙層膜為例，研究了隨著軟磁厚度的增加，成核場和矯頑力的變化。通過對一維和三維的計(jì)算結(jié)果分析，我們發(fā)現(xiàn)臨界場的變化情況和平行取向時(shí)較為類似，

4、都是隨著軟磁厚度的增加而單調(diào)減小，并且在軟磁厚度較小時(shí)臨界場變化比較快。當(dāng)軟磁層厚度達(dá)到一定厚度時(shí)，臨界場趨于一個(gè)定值。而最大磁能積則是隨著厚度的增加先增加后減小，并且在軟磁厚度為臨界厚度1 nm時(shí)達(dá)到最大值。然而進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在垂直取向的情況下，運(yùn)用一維計(jì)算方法計(jì)算的結(jié)果的矯頑力比三維結(jié)果要大，而成核場卻比三維結(jié)果要小。
　　3.通過對反轉(zhuǎn)過程磁矩分布的研究，我們發(fā)現(xiàn)磁矩首先從薄膜邊沿開始偏轉(zhuǎn)，隨著外場的減小，反轉(zhuǎn)隨后從材料邊