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各向異性納米復合稀土永磁多層膜問世

近日,中科院金屬所沈陽材料科學國家實驗室磁性材料與磁學研究部的科研人員在國際上首次成功制備了硬磁相、軟磁相和隔離層組成的各向異性納米復合稀土永磁多層膜。

  科研人員認為,制備和研究各向異性納米復合稀土永磁多層膜材料,對弄清交換耦合機制和繼續提高納米復合磁體的磁性能十分重要。軟磁材料的磁性能特征就像個子高高的瘦子,而硬磁材料的磁性能特征就像個子矮矮的胖子。納米復合永磁材料的研究思路就是將這兩隊胖子和瘦子組成一個聯合戰斗小組,從而可以充分利用他們各自的優勢條件。要實現這個目的,胖子和瘦子要充分結合在一起,最好是一個間一個地在納米尺度整齊排列。但這之前還要突破幾個技術難點。

  首先,要讓軟磁材料和永磁材料兩相整齊地排列,需要在高溫下生長材料,而高溫會導致不同材料間的元素擴散,從而無法形成兩個不同的相。磁性材料與磁學研究部的科研人員采用磁控濺射方法在加熱襯底上生長取向的硬磁層,同時采用在軟磁和硬磁層間插入非磁性隔離層的思路,由此成功制備了硬磁相、軟磁相和隔離層組成的各向異性納米復合多層膜。

  在此基礎上,科研人員還研究了非磁性間隔層和硬磁層厚度、硬磁相和非磁性層材料、硬磁層織構對有效臨界關聯長度以及軟磁層和硬磁層間的交換耦合的影響。

  各向異性納米復合多層膜的成功制備以及間接和長程交換耦合作用的相關工作引起國際同行的關注,促進了永磁體的磁性能的提高。各向異性的納米復合永磁薄膜可以直接應用于微型馬達和傳感器等。如果這種實現各向異性納米復合永磁體的思路能成功地應用于塊體材料,將會大大降低稀土永磁材料的成本,從而產生巨大的經濟效益。

來源:中國有色金屬報


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