Grain-size dependent demagnetizing factors in permanent magnets
Simon Bance, Bernhard Seebacher, Thomas Schrefl, Lukas Exl, Michael Winklhofer, Gino Hrkac, Gergely Zimanyi, Tetsuya Shoji, Masao Yano, Noritsugu Sakuma, M Ito,… 展开作者
Simon Bance, Bernhard Seebacher, Thomas Schrefl, Lukas Exl, Michael Winklhofer, Gino Hrkac, Gergely Zimanyi, Tetsuya Shoji, Masao Yano, Noritsugu Sakuma, M Ito, Akira Kato, Akira Manabe
永磁体的矫顽场随晶粒尺寸的增大而减小。晶粒尺寸依赖性的矫顽力解释了一个大小相关的退磁因子。在无Dy的Nd $_2$ Fe $_{14}$ B磁体中，与尺寸相关的退磁因子的范围从对于55 nm的晶粒尺寸的0.2到对于8300 nm的晶粒尺寸的1.22。实验数据与微磁学模拟的比较表明，在硬磁体的矫顽场的晶粒尺寸的依赖性是由于在多面体晶粒的非均匀静磁场。
英文摘要：
The coercive field of permanent magnets decreases with increasing grain size. The grain size dependence of coercivity is explained by a size dependent demagnetizing factor. In Dy free Nd$_2$Fe$_{14}$B magnets the size dependent demagnetizing factor ranges from 0.2 for a grain size of 55 nm to 1.22 for a grain size of 8300 nm. The comparison of experimental data with micromagnetic simulations suggests that the grain size dependence of the coercive field in hard magnets is due to the non-uniform magnetostatic field in polyhedral grains.
对于给定的硬磁合金，可以实现的最大矫顽力估计通过计算在理想化的微观结构中没有任何结构缺陷和没有任何软磁第二相的反转域的成核的能垒。对于Sm $_{1-z}$ Zr $_z$（Fe $_{1-y}$ Co $_y$）$_{12-x}$ Ti $_x$基合金，其被认为是具有较低稀土含量的Nd $_2$ Fe $_{14}$ B磁体的替代品，小磁性立方体的矫顽场在室温下降低到各向异性场的60%，在高温（473 K）下降低到各向异性场的50%。这种矫顽场的减小是由取向差、退磁场和热涨落引起的。
Calculated Curie temperatures for rare-earth permanent magnets: ab initio inspection on localized magnetic moments in d-electron ferromagnetism
本文给出了稀土永磁体主相化合物居里温度的计算数据。我们采用从头计算电子结构的巡回铁磁性和有限温度磁性的有效自旋模型。居里温度的基础上得出的经典海森堡模型映射通过列支敦士登的公式为原子对明智的交换耦合。相对于R2 Fe 14 B的居里温度计算的稀土元素的物种的相对趋势与实验趋势一致。在文献中发现的计算和实验数据之间的定量比较点施加限制的有效范围内的有效自旋模型的有效范围的交换耦合。
Relevance of $4f$-$3d$ exchange to finite-temperature magnetism of rare-earth permanent magnets: an ab-initio-based spin model approach for NdFe$_{12}$N
提出了稀土永磁化合物的经典自旋模型。我们的目标化合物NdFe $_{12}$ N是一种超越当今冠军磁体化合物Nd $_{2}$ Fe $_{14}$ B的材料，其固有磁性具有更简单的晶体结构。计算的磁化强度和各向异性场的温度依赖性与最新的实验结果在领先的顺序同意。在我们的数字控制下，我们提出，工程$5d$ -电子介导的间接交换耦合之间的$4f$ -电子在Nd和$3d$ -电子从Fe将最关键的帮助，以提高材料的效用在操作温度范围内。
Optimization of nanocomposite materials for permanent magnets by micromagnetic simulations: effect of the intergrain exchange and the hard grains shape
Anisotropy of exchange stiffness based on atomic-scale magnetic properties in rare-earth permanent magnet Nd$_2$Fe$_{14}$B
本文研究了稀土永磁体Nd $_2$ Fe $_{14}$ B的交换刚度常数$\mathcal{A}$的各向异性，蒙特卡罗（MC）方法与原子自旋模型和Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程与连续磁模型。利用从头计算方法建立了$_2$ Fe $_{14}$ B的自旋模型，对模型进行了原子态MC模拟，并利用MC模拟得到的参数进行了LLG微磁学模拟.我们阐明了$\mathcal{A}$的振幅和热性质依赖于晶体中的取向，这归因于Nd原子的层状结构和Nd与Fe原子之间的弱交换耦合。我们还证实，$\mathcal{A}$的各向异性显着影响的阈值场的磁化反转（反磁化率）的脱钉过程。
Temperature-dependent magnetocrystalline anisotropy of rare earth/transition metal permanent magnets from first principles: The light RCo$_5$ (R=Y, La-Gd) intermetallics
Magnetic and Thermal Transport Properties of Permanent Magnets with Anisotropic Grain Structure
纳米结构的永磁体对于诸如发电机和电动机的应用正获得越来越多的兴趣和重要性。由于永磁体的性能随着温度而降低，因此热管理是一个关键问题。我们研究了电流激活压力辅助致密化法制备的无稀土纳米结构SrFe 12 O 19磁体的磁和热输运性质。合成的磁体具有对齐的晶粒，使得它们的易磁化轴垂直于它们的最大表面积，以使它们的磁性能最大化。SrFe 12 O 19磁体在交叉面方向上具有细的晶粒尺寸，并且在面内方向上具有大得多的晶粒尺寸。据发现，这种微结构导致在面内方向上的大约两倍的更高的热导率，提供了有效冷却的机会。声子是这种类型的永磁体在室温附近的主要热载体。温度和方向相关的热导率测量表明，Umklapp和晶界散射是重要的面内方向，其中的特征晶粒尺寸是相对较大的，而晶界散射占主导地位的跨平面的热传输。研究的纳米/微米结构的设计策略应该很好地翻译到其他材料系统，从而具有重要的意义，纳米结构的永磁体的热管理。
