通过微磁动力学模拟调控铁镍合金材料性质、纳米结构与晶粒取向
材料科学
2026-05-13 v1 应用物理
摘要
铁镍合金因其高热稳定性和磁化特性而重新受到关注，这类稀土无铁永磁体在寻找替代材料的进程中占据一席。然而，其基于形状各向异性的合金局限于较低的 coercivity，制约了其性能。我们以参考铁镍样品为起点，实现了有限元微磁动力学研究，通过变化棒的尺寸和棒间间距（覆盖实验中观察到的范围）来实现交换解耦。我们从小规模棒的微磁动力学模拟开始，考虑邻近棒的磁静力场，逐步构建大规模系统的统计模型，基于棒晶向异性分布。我们比较了单个棒的 coercivity 与交换解耦系统的 coercivity，以突出磁静相互作用的影响。我们通过解析计算单个棒受周围棒影响产生的 stray field，以确认 coercivity 随 packing fraction p 的比例尺。我们探讨了固有材料性质对磁行为的影响，通过研究具有不同晶体各向异性常数和饱和极化值的材料。数百次模拟结果用于训练多层感知器回归器，预测棒的尺寸、棒间间距和晶粒取向对磁性能的影响。通过该方法，我们揭示了纳米尺度结构、固有材料性质和晶粒取向如何可被调控以提升铁镍合金的磁性能。
引用
@article{arxiv.2605.11982,
title = {Tailoring the material properties, nanostructure and grain alignment of Alnico magnets through micromagnetic simulations},
author = {Anda Elena Stanciu and Johann Fischbacher and Markus Gusenbauer and Alexander Kovacs and Harald Oezelt and Joachim Seland Graff and Patricia Carvalho and Anette Eleonora Gunnæs and Matej Zaplotnik and Espen Sagvolden and Spyros Diplas and Thomas Schrefl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.11982},
year = {2026}
}