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第 53 卷 第 9 期 2004 年 9 月 物 理 学 报 Vol. 53 ,No. 9 ,September ,2004 ( ) 10003290200453 09 317106 ACTA PHYSICA SINICA 2004 Chin. Phys. Soc. NdFeB 纳米复合永磁材料的交换耦合相互作用 和有效各向异性 ) ) ) ) ) ) 1 2 1 1 2 2 冯维存 高汝伟 韩广兵 朱明刚 李 卫 1) ( 山东大学物理与微电子学院 ,济南 250100) 2) (钢铁研究总院功能材料研究所 ,北京 100081) (2003 年 12 月 19 日收到 ;2004 年 1 月 16 日收到修改稿) α 以Nd Fe BFe 为例 ,采用立方体晶粒结构模型 ,研究了纳米复合永磁材料中不同磁性晶粒间的交换耦合相 2 14 互作用和有效各向异性. 纳米复合永磁材料的有效各向异性 Keff 等于软 、硬磁性相各向异性的统计平均值 ,每个晶 粒的各向异性由晶粒表面交换耦合部分和晶粒内部未交换耦合部分的各向异性共同确定. 计算结果表明 ,软 、硬磁 性相晶粒尺寸分布显著地影响有效各向异性 Keff 的值. 当软 、硬磁性晶粒尺寸 D 相同时 , Keff 随晶粒尺寸和硬磁性 相体积分数的降低而减小 , 当 D 20nm 时 , Keff 随 D 的减小而急剧下降;在某一确定的软磁性晶粒尺寸下 , Keff 随 硬磁性晶粒尺寸变化呈现极大值 , Keff 极大值对应硬磁性相的晶粒尺寸随着软磁性相体积分数的增加和软磁性晶 粒尺寸的减小而减小. Keff 随晶粒尺寸的变化与矫顽力的变化规律大体一致 ,纳米复合永磁材料矫顽力的降低主要 是由有效各向异性的降低引起的. 关键词 : 纳米复合永磁材料 , 交换耦合相互作用 , 有效各向异性 , 晶粒尺寸 PACC : 7510J , 7540M , 6146 , 7550 向异性模型出发 ,分别讨论了三种晶粒接触界面和 1 引 言 晶粒尺寸对交换耦合相互作用和有效各向异性的影 响 ,结果表明有效各向异性的变化取决于软 、硬两相 当两个相邻磁性晶粒直接接触时 ,界面处不同 α 的体积分数和晶粒尺寸的大小. 本文以Nd Fe B 2 14 取向的磁矩产生交换耦合相互作用 ,使混乱取向的
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