铁磁固体的微结构和微磁学

本书由剑桥大学出版社出版，主要讨论了铁磁材料的微磁学和微结构，以及铁磁材料典型的磁滞回线和其微结构的关系，同时也深入的分析了晶体和非晶合金的微结构对其磁学性质的影响。本书将微磁学理论推广应用到了现代磁性材料的各个方向，包括：磁畴模式、     

微磁学与磁信息存储技术研究进展

清华大学材料系教授,教育部先进材料重点实验室副主任韦丹博士,在应用磁学的基本理论、微磁学研究、计算机硬盘等磁信息存储系统基本理论研究领域辛勤耕耘,取得了十分重要的研究进展.……     

微磁学与磁信息存储技术研究进展

清华大学材料系教授，教育部先进材料重点实验室副主任韦丹博士，在应用磁学的基本理论，微磁学研究，计算机硬盘等磁信息存储系统基本理论研究领域辛勤耕耘，取得了十分重要的研究进展。     

纳米硬/软磁复合永磁薄膜磁滞回线的微磁学理论综述

纳米硬/软磁交换弹簧复合材料是一种新型的高性能永磁体材料,在基础研究和实际应用2个方面都得到广泛的重视.它有着丰富的磁学性质,特别是在磁能积方面潜力巨大,理论磁能积密度高达1 MJ/m3.微磁学是量子磁学和宏观磁性的桥梁,是研究材料磁滞回线和宏观磁性的重要理论,它能清晰地阐述材料的磁化反转机制,预测磁滞回线和磁性能.以薄膜结构为例,综述3种重要的计算复合磁体磁滞回线的微磁学方法:一维全解析模型;一维半解析模型;三维数值计算模型,并分别讨论3种方法的优点与不足.将不同方法得到的计算结果进行比较,重点分析硬/软磁相厚度和易磁化轴取向对复合磁体宏观磁滞回线以及矫顽力机制的影响,并与实验进行比较,讨论理论和实验产生差别的原因,提出一些提高材料磁性能特别是矫顽力和磁能积的的方法.     

黄土高原西部典型古土壤与黄土的磁学特征及其古气候意义

探讨并详细对比了位于黄土高原西部的九州台黄土剖面的黑垆土和马兰黄土上部土层的磁学性质,初步探索了黄土高原西部黄土的磁学性质与成壤作用和气候变化间的内在关系.结果指示晚更新世以来黄土高原西部地区黄土风尘沉积物的磁性矿物质量分数总体较低,以磁铁矿为主,同时含有磁赤铁矿、赤铁矿和少量针铁矿;磁晶粒度特征介于单畴与多畴.不同土层的磁学特性存在明显差别:黑垆土中磁铁矿和赤铁矿质量分数高,磁晶粒度相对更细,高矫顽力矿物含量少;马兰黄土上部中磁铁矿和赤铁矿质量分数少,针铁矿质量分数相对较高,磁晶粒度性质更接近于多畴,高矫顽力矿物含量多;过渡层磁晶粒度性质介于上述两段之间,总体磁学性质更接近于马兰黄土的.     

磁晶各向异性对反铁磁耦合纳米体系磁特性的影响

采用微磁学方法研究了磁性层的磁晶各向异性对反铁磁耦合三层纳米体系磁特性的影响.结果表明:随着磁性层磁晶各向异性的增大,反铁磁耦合三层纳米体系具有4种不同类型的磁滞回线,上、下磁性层的反转场逐渐减小,而饱和场先减小后增大.当磁晶各向异性较小时,反磁化过程为反磁化核的形成与传播过程;当磁晶各向异性很大时,反磁化过程为先形成多畴微磁结构,再逐渐反转的过程.     

纳米磁性材料及其应用

纳米磁性材料是纳米材料中最早进入工业化生产,应用十分广泛的一类功能材料.纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料,其原因在于与磁性相关联的特征物理长度恰好处于纳米量级,例如磁单畴尺寸,超顺磁性临界尺寸,交换作用长度,以及电子平均自由路程等大致处于1-100nm量级,当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时,就会呈现反常的磁学与电学性质.利用这些新特性,已涌现出一系列新材料与众多应用.     

新疆博乐黄土岩石磁学特征及环境意义

对位于亚洲内陆干旱区的新疆博乐黄土进行了系统的岩石磁学和粒度测量.结果表明:博乐黄土中的主要载磁矿物为磁铁矿、磁赤铁矿,含有少量针铁矿和赤铁矿.亚铁磁性矿物主要以多畴、假单畴颗粒为主,反映了这一地区极弱的成土作用.磁化率与粒度呈现良好正相关关系,与黄土高原的情况相反,说明干旱地区的黄土磁学性质主要受原生磁性矿物控制,磁化率可作为搬运风力和源区变化的代用指标.黄土磁化率在不同地区具有不同的环境意义,在将之作为古气候代用指标时需要非常谨慎.     

矩形磁纳米点的磁反转及动力学特性研究

基于微磁学模拟方法研究了矩形纳米点的磁反转和动力学特性.获得了矩形纳米点的磁反转过程、自旋波本征动力学特性,以及两者间的内在联系.矩形纳米点的磁反转过程从边缘畴壁的失稳开始,伴随着边缘畴壁移出纳米点外微磁结构从"Flower"态转变为"C"态,随着"C"态边缘畴向磁体中央扩展形成大角畴壁,最后伴随着畴壁移出纳米点外实现反转.磁反转过程中微磁结构相变总是伴随着某种自旋波模式的软化;对称的边缘模式(S-EM)模式软化诱发微磁结构从"Flower"态向"C"态演化,在反转场附近,局域于Y形畴壁的Y-D畴壁模式自旋波的软化激发矩形纳米点不可逆磁反转.     

外磁场作用下缺陷区的磁畴变化

运用磁力显微镜观察外磁场作用下缺陷处的微磁场变化,通过分析缺陷附近磁畴的变化特征得出材料中存在缺陷时,缺陷对畴壁形成钉扎,使得缺陷两侧形成反向势垒,阻碍了畴壁运动,在缺陷边缘附近导致磁荷聚集,形成微磁固定结点,由于微磁固定结点内磁化强度的法向分量不连续,缺陷区形成泄漏微磁场,泄漏微磁场的奇异特征包含了缺陷信息,为缺陷微磁生成机理和微磁检测研究提供了理论和实验支撑.     

磁性纳米功能材料研究进展

磁性纳米材料是纳米科技的重要研究领域之一。本文综述了磁性纳米材料的分类、特性及若干磁性功能材料在研究和应用方面的新进展。主要内容包括 :永磁纳米材料、软磁纳米材料、磁性液体、磁性生物高分子微球、纳米磁波材料等。     

生物磁学及其应用

生物磁学是一门边缘学科,它是研究和应用物质磁性与生命活动和生物特性间互相联系和影响的科学,内容主要包括有:一、恒定磁场对生物和人体的影响。二、突变磁场对于生物和人体的影响。三、生物磁场和生物磁性的研究和应用。生物在生命活动中,其各种组织器官(如心、脑、肺、肌肉、眼、骨骼等)所产生的微弱磁场,称为生物磁场,而且有一定磁性(如抗磁性、顺磁性和缺磁性),称生物磁性。生物磁场和生物磁性合称为生物磁现象。这也是近年来生物磁学中较为活跃的领域;四、生物磁技术和生物学工程。这是指把磁技术或磁方法应用于生物学研究或生物工程器械中。五、应用生物磁学,是指把以上—至四的效应,现象和方法等应用到工业、农业、医药、环境保护和生物工程等方面,是新技术革命中生物技术的一项重要应用。也是生物学工作者的主要研究内容。     

科学家首次绘制出3D磁畴图像

磁畴理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理。所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。同一磁畴内的原子磁矩都相同,但是不同磁畴的磁矩却各异,因此,磁畴磁场的方向就在磁畴壁这里发生了改变。科学界对磁畴理论的研究一直都停留在二维图像和材料表层的层面上,只能针对磁畴的横截面进行研究。     

循环应力对高牌号无取向电工钢磁性能的影响

以30WGP1600无取向电工钢为研究对象,采用磁性测量仪检测循环拉应力对试验钢磁性能的影响规律,利用Bitter粉纹法、EBSD和TEM等分析手段,分别观察了不同循环应力下试样的磁畴、织构和位错结构的变化特征。结果表明,最大循环应力Smax小于材料的弹性极限强度(300 MPa)时,去除应力后试验钢的磁性能基本恢复;Smax≥300 MPa时,试验钢的磁畴结构和织构发生变化,磁性能开始恶化,其铁损P1.0/50、矫顽力和饱和磁致伸缩系数均随着Smax的增大而增加,而磁感应强度B50则随之降低,并且变化速率均越来越快。     

外延生长在GaAs(001)表面的磁性薄膜

采用多种实验技术研究外延生长在GaAs(001)表面的Mn,Co和FeMn合金等磁性金属薄膜，研究结果表明外延生长的磁性薄膜的晶体结构和磁学性质与体材料相比有明显的判别，在一些情况下，外延薄膜和衬底之间的界面结构对于磁性薄膜的晶体结构和磁学性质起着决定性的作用。     

徐州城市表层土壤的磁学特征

城市表层土壤由于受到人为活动的强烈影响而表现出与自然土壤不同的磁学特征.徐州城市表层土壤的环境磁学研究表明,表层土壤的磁学特征主要是由人为产生的多畴/单畴的亚铁磁性矿物主导;同时含有一定数量不完整的反铁磁性矿物的贡献.提取典型土壤样品中磁性矿物的SEM/EDX分析结果表明：人为产生的磁性矿物一般呈球形且粒径较大.柱状样品的磁学特征显示,人为输入的磁性矿物主要集中在表层0～30 cm范围,因此,0～30 cm表层土壤的磁学性质可以指示外源输入磁性矿物的压力强度.     

Co对(FeCo)-Pt-B型纳米晶甩带的晶体与微磁结构的影响

采用熔体快淬方法制备的[(Fe1-xCox)0.675Pt0.325]84B16(x=0.1～0.5)系列纳米晶甩带,通过优化退火热处理后,运用磁力/原子力显微镜(MFM/AFM)研究了Co浓度对样品的晶体与微磁结构的影响.结果表明,甩带的微磁及微晶结构与Co对Fe替代的浓度密切相关.甩带的微磁结构可确定为交换耦合畴结构,由随机分布的黑白相间的点状畴构成,且畴的尺寸约为3～6个其晶粒尺寸的大小.运用Landau-Lifshitz自由能最小化理论解释了纳米晶甩带形成交换耦合畴的机理.甩带的微晶颗粒的直径随着Co含量的增加而变化,但都小于100 nm.具有高矫顽力(iHe)样品呈现了更一致、更大的磁畴结构和更均匀、更细小的晶粒结构.平均的畴尺寸与晶粒尺寸的比例(w/D)可以半定量地表征交换耦合的强度,当x=0.3时w/D达到最大值,此时交换耦合最强,这与磁性测量的结果完全一致     

具有扇形缺口的Co纳米盘的微磁学模拟

以H.Wang等人的实验结果为依据,用微磁学理论对直径为400 nm,具有不同缺口角度的Co纳米盘在不同方向(垂直和平行于盘的缺口方向)磁场作用下的磁化反转过程进行模拟.从剩磁态、剩磁和矫顽力三个方面考察了不同缺口角度的引入对磁体磁性能的影响.比较模拟结果发现:当磁场垂直于盘的缺口方向时,获得的剩磁态均为磁通闭合磁畴结构,且此时剩磁和矫顽力都随缺口角度的增加呈增加趋势.     

球刻痕法对高磁感取向硅钢磁性的影响

试验研究了球刻痕法对高磁感取向硅钢的铁损、矫顽力、相对磁导率、巴克豪森噪声等磁学性能的影响.研究结果表明:经过球刻痕处理后,高磁感取向硅钢的铁损明显降低,矫顽力下降,8mm球刻痕过后铁损值与矫顽力分别下降162%和147%,且铁损和矫顽力均随刻痕间距降低而减少.刻痕后的高磁感取向硅钢磁导率在高磁感应强度下明显上升,刻痕后巴克豪森噪声值明显降低,经过对比分析确定8mm为球刻痕的最佳刻痕间距.从磁畴观察、细化磁畴的原理等方面解释了细化磁畴对高磁感取向硅钢性能的影响原因.     

林地和旱地磁性特征对比研究

以驻马店泌阳县农业区的旱地和林地土壤剖面为研究对象,采用环境磁学方法对其进行系统的磁性特征分析.结果表明:(1)旱地和林地主要载磁矿物为低矫顽力亚铁磁性矿物,同时含少量高矫顽力磁性矿物.(2)旱地和林地磁畴大小接近,处于0.2～1.0 μm之间.(3)退耕还林之后的林地在自然状态发育时间约20 a,但是其磁性特征未发生...