具有不同纳米级微观结构的 Sm(Co,Fe,Cu,Zr)$_z$ 磁体磁化过程的温度依赖性
材料科学
2021-06-02 v1
摘要
具有位于 SmCo 胞内的 SmCo 胞壁、且均被富 Zr 片层穿插的 Sm(Co,Fe,Cu,Zr) 合金的特征微观结构，使其成为性能最佳的高温永磁体之一。已有大量研究致力于在纳米尺度上调控其微观结构，但由于其复杂性，关于各相在不同温度下对磁性能影响的许多问题仍悬而未决。在此，我们通过原位透射电子显微镜高分辨率磁成像和原子探针断层扫描三维化学分析，探究了三种不同 Sm(Co,Fe,Cu,Zr) 合金的这种机制效应。我们表明它们的微观结构在 SmCo 胞壁与 Z 相的尺寸和密度以及胞壁中 Cu 浓度方面存在差异，并论证了这些特征如何影响磁畴尺寸与密度从而形成不同的磁织构。此外，我们阐明室温下的主导矫顽力机制为畴壁钉扎，并展示具有更致密胞壁网络、胞壁边界处更陡 Cu 梯度以及更薄 Z 相片层的磁体具有更高的矫顽力。我们还表明高温下的矫顽力机制为胞壁处的畴壁形核。提高胞壁内 Cu 浓度会降低钉扎与形核之间的转变温度，使矫顽力随温度升高而显著下降。因此，我们详细解释了从原子到纳米尺度的微观结构如何直接影响磁性能，并为改进 Sm(Co,Fe,Cu,Zr) 磁体设计提供了详尽指南。
引用
@article{arxiv.2101.12076,
title = {Temperature dependence of magnetization processes in Sm(Co,Fe,Cu,Zr)$_z$ magnets with different nanoscale microstructures},
author = {Leonardo Pierobon and Robin E. Schäublin and András Kovács and Stephan S. A. Gerstl and Alexander Firlus and Urs V. Wyss and Rafal E. Dunin-Borkowski and Michalis Charilaou and Jörg F. Löffler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.12076},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 9 figures