稀土永磁材料的发展及展望

<正> 1永磁材料概况1.1永磁材料的性能特征 磁性与电性一样是物质的基本属性之一。物质的磁性根据其不同的特点,可以分为弱磁性和强磁性两大类。弱磁性仅在具有外场的情况下才表现出来,并随着磁场增大而增强。强磁性主要表现在无外加磁场时仍存在自发磁化。有限大物质的自发磁化通常被分成若干小区域,不同区域的自发磁化强度方向不同以使体系的静磁能最小。这些小的区域称为磁畴。在     

一起来做电动机

<正>电动机是利用磁场对电流受力的作用,把电能转换成机械能的一种设备。它主要由定子和转子组成,利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场,并作用于转子形成磁电动力,从而旋转扭矩。定子绕组在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机的工作原理是我们学习过程中比较难理解的内容之一,如果能有模型进行演示,将会给我们带来很大帮助。今天,我们就带领大家一起,亲自动手制作一款简易的电动机。你准备好了吗?     

稀土功能材料的研究进展

稀土元素在电、光、磁等方面具有独特性质,被誉为21世纪新材料的宝库.本文介绍近10多年来某些稀土功能材料,如稀土永磁材料、稀土磁光材料、稀土磁致伸缩材料、稀土磁致冷材料、稀土超导材料、稀土发光高分子材料和含稀土的汽车尾气净化催化剂的研究及其应用的进展.     

无电磁线圈的马达——超声波马达

超声波马达是1种新型马达,它和普通的电磁马达不一样,不需要电磁线圈,不是利用磁场将电能转换为机械能,而是通过超声换能器把电能转换成弹性体的机械振动。这种振动着的弹性体,按照马达的习惯叫法称为定子。通过压在定子上面的转子(或滑块)和定子表面之间的摩擦力来驱动转子转动或者使滑块移动。 超声换能器是1种电声转换器,它很容易产生各种不同的振动     

人体中的微弱磁场

人和生物体中的生物电流会产生微弱的磁场,例如人的心脏收缩舒张会产生约10~(-5)～10(-6)高斯的心磁场,人受到光线、声音或电等刺激时会在人脑部产生约10~(-8)～10(-9)高斯的脑磁场或称(脑)神经磁场。这些心磁场和脑磁场随时间变化的曲线称为心磁图(MCG)和脑磁图(MEG),与心电图(ECG)和脑电图(EEG)很相似。测量和研究人的心磁图、脑磁图和人体中其他部分(如肌肉、肺部等)的磁场,对于了解一些生理活动和病变机制很有帮     

稀土永磁材料及其在电机工程中的应用

本文介绍了稀土永磁材料的种类、性能和应用前景，尤其是稀土永磁材料在电机工程中的应用：稀土永磁电机的研制概况和应用前景．     

多(硬磁)主相永磁体及矫顽力机制研究现状与展望

回顾了烧结稀土永磁材料磁化与反磁化机制的研究现状,针对新型多主相复合永磁材料独特的结构特征,开展"多硬磁相、多尺度"新型复合稀土永磁材料(包括R-Fe-B/Nd-Fe-B,R-Fe-B/Sm-Co及多相复合磁体)的设计、可控制备基础理论和矫顽力机制的探讨.通过采用双主相(或多主相)合金等多相复合材料制备新技术,探索制备兼具多种永磁单相优点的新型复合型永磁材料.尝试探讨了双硬磁主相复合材料的矫顽力机制,认为不仅要考虑不同各向异性常数的硬磁相之间的相互作用,还应考虑不同相的体积分数和分布.最后展望了永磁材料的发展方向.     

基于铁磁共振的超材料研究进展

以左手材料为代表的,具有超常介电常数和磁导率的介质材料(超材料)已经成为材料领域的研究热点.目前,大多数超常电磁介质都是基于复杂人工结构获得.随着超材料的发展,其面临着加工技术的挑战以及物理学、材料学等方面的困难.旋磁材料铁磁共振可实现本征负磁导率的现象为构造新型超材料提供了一个新方向.基于铁磁共振的超材料具有磁场可调、结构简单等特点,受到了越来越多的关注.本文对铁磁共振原理进行了简单概述,就结构复合情况对基于铁磁共振的超常介质材料进行了归类划分,并结合周济课题组的研究工作,对几类主要的旋磁材料基超材料中负磁导率和负介电常数的产生机理与实验成果进行了总结,以期为超材料的研究提供新的思路.     

用于电化学执行器的非金属电极材料研究进展

电化学执行器能够有效地将电能或化学能转化为机械能,在人造肌肉、仿生机器人和小型化医疗设备等领域中具有极大的应用前景.电化学执行器的组成包括电极层和电解质层,其中电极层主要决定执行器驱动性能和电化学性能.传统电化学执行器的电极材料主要由导电性好、驱动应力大的金属材料构成.然而,金属电极存在柔性低、循环稳定性差等问题,使得越来越多的研究人员开始关注非金属电极材料.本文重点介绍了用于电化学执行器的非金属电极材料的最新研究进展,首先介绍了电化学执行器的器件结构及驱动原理,其次根据电化学执行器电极材料的不同,分别从导电聚合物、碳材料、新型二维材料及其复合材料等方面进行了综述,讨论了各种非金属电极材料应用于执行器中的优缺点,最后对未来电化学执行器及其电极材料的发展趋势进行了展望.     

基于纳米碳的水伏材料及其能量转换器件

如何收集和转化自然界巨大的水能资源是近年来研究的焦点.自碳纳米管被发现具有在流水中产生电信号的性质以来,以纳米碳为主的水伏材料因具有独特的"水生电"特性引起广泛的研究兴趣.水能资源具有采集难度低、存在范围广、储量丰富等特点,主要以液态水、气态水两种形式存在.碳纳米管、石墨烯等纳米碳材料通过双电层理论和电动理论捕获雨水、水流、波浪等液态水能,而具有多孔结构、高比表面积、氧浓度梯度的碳量子点、碳黑、氧化石墨烯等则利用其独特的结构,实现对气态水能的转化利用.本文系统总结了纳米碳材料将液态、气态水中蕴含的机械能、化学能转化为电能的研究进展以及其能量转换器件;阐述了不同纳米碳和相关器件对水能的转化原理,并指出了水伏材料与器件发展过程中需要面对的挑战以及可能的发展方向.     

热电材料的基本原理、关键问题及研究进展

热电材料是一种利用固体中载流子(电子和空穴)运动实现热能和电能直接相互转换的功能材料,在温差发电和便携式制冷等领域得到重要应用。目前,如何协调优化载流子和声子的输运性能,从而提高热电材料能量转换效率,使其在利用余热发电方面发挥更大应用价值是材料学家研究的主要目标。简要介绍了热电效应的基本原理,总结了热电材料发展中的诸多关键科学问题,从结构设计(原子结构、纳米结构以及微米结构)方面综述了近年来的主要研究成果,并强调了温差发电技术对解决当前环境污染和能源危机的重要意义。     

电子顺磁共振

电子顺磁共振(EPR)又叫做电子自旋共振(ESR),是近二三十年才迅速发展起来的一门新兴学科。它是利用具有未成对电子的物质在静磁场作用下对电磁波的共振吸收特性来对物质进行分析的技术。这一技术的最大特长和重要性就在于它是测量物质中未成对电子的唯一直接方法。由于具有未成对电子的自由基和过渡金属离子等顺磁中心均是在化学反应过程或材料性能中起重要作用的活性成分,因此用电子顺磁共振技术研究顺磁中心的结构和演变,对阐明反     

新型Fe—Cr—Co系变形永磁合金的研制

Fe—Cr—Co系变形永磁合金是1970年出现的新型永磁材料。磁性能接近目前大量使用的铸造铝镍钴合金,突出的优点是具有可加工性,可以经过压力加工和机加工制成各种形状复杂、尺寸细小难于铸造的永磁元件。     

弱力能源开发及其自供能环境净化效应

地球生态系统存在广泛且低功率无序的分散能量,包括水流弱力、磁力扰动和生物活动等,尚未得到有效开发利用.常规化石能源通过集中发电再分散利用,是低熵能源的高熵利用,而回收转化利用广泛分散的环境弱力,可以将高熵能量直接高熵利用,是能源生产途径和利用方式的重要变革.环境弱力能源按介质可分为固体振动、液体流动和气体扰动,以机械能为表观形式,可以通过材料转化为电能,并应用于地球生态系统的环境净化,具备能源开发和环境净化双重效应.新材料和新技术研发是弱力能源转化利用的基础,涵盖了微弱能量捕捉、高效力电转换、电能原位利用3个过程,其中压电和摩擦催化发展迅速,具有巨大的应用和发展前景.压电催化材料中,钛酸钡、氧化锌、锆钛酸盐和聚偏氟乙烯复合薄膜等在机械搅拌或振动作用下发生压电催化反应,实现污染物降解、杀菌和清洁等功能.摩擦催化材料中,氧化锌、硫化铬、钴酸镍等半导体和聚四氟乙烯等高分子材料可发生摩擦催化反应,实现环境净化等功能.弱力能源未来发展中,需要将压电和摩擦电催化过程中的电压与电荷量进一步提升,厘定电场、电荷交换界面和反应物共同作用下的电荷交换行为,实现反应环境与催化材料匹配度提升.在“双碳”目标下...     

波动理论在海洋波浪能利用中的应用

将取之不尽、用之不竭的海洋波浪能转化为机械能或电能是摆在能源工作者面前的艰巨任务,经过100多年的努力,现在国内外均已建造了有关波浪能的发电装置。《波动理论在海洋波浪能利用中的应用》一文从波动理论谈起,详细介绍了波浪能转换、波浪能聚集以及世界波力发电装置的实例。     

纳米晶稀土永磁材料的理论,制备及应用研究

本文系统综述了作者近年来在纳米晶稀土永磁材料领域所取犁 进展,包括理论,制备及应用等几方面,并对今后该领域的研究与发展提出了值得重视和努力的方向。     

科学家首次创造出 永磁液体

<正>我们一般都会把磁铁想象成固体,但近来科学家们首次创造出一种永磁液体,能够变成多种形状,并在操控下四处移动。科学家们利用一种针对3D打印液体的技术将水、油和氧化铁变成了毫米级液滴,然后将这些毫米级液滴置于一个磁线圈附近,使之产生磁性。但当科学家们将磁线圈移走后,这些液滴的磁性居然没有消失,那些与薄膜中表面活性剂结合的氧     

磁性氧化铁纳米粒子的研究进展

随着纳米科学的不断发展, 人们对纳米材料的性能提出了越来越高的要求. 磁性纳米粒子由于其特殊的超顺磁性, 因而在巨磁电阻、磁性液体和磁记录、软磁、永磁、磁致冷、巨磁阻抗材料以及磁光器件、磁探测器等方面具有广阔的应用前景[1,2]. 氧化铁(包括α-Fe2O3, γ-Fe2O3, Fe3O4)作为一种磁性原料, 无论在工业生产还是科学研究中都备受瞩目, 将磁性氧化铁制备成具有特殊性能的纳米颗粒已引起了科研人员的极大兴趣及广泛关注. 近年来, 被广泛应用于制备磁性氧化铁纳米粒子及其复合材料的基本方法有溶胶-凝胶法[3](sol-gel法)、强迫水解法[4…     

Zn、Sn粘结Sm_2Fe_(17)N_(2.3)磁体的工艺及性能研究

Nd-Fe-B具有优异的磁性能,但由于热稳定性和耐蚀性差,限制了其应用范围。于是,寻找具有更高居里温度和富Fe的新型永磁材料一直是研究的热点。最近Otani等报道了氮作为间隙原子加入到R_2Fe_(17)(R代表稀土)中的一系列研究结果,引起了人们极大的兴趣。氮的加入对内禀磁性有很大影响。如Sm_2Fe_(17)N_(2.3)的居里温度T_c=749K,室温饱和磁化强     

磁尾磁重联湍动区域内磁零点簇的演化

正磁重联是等离子体中改变磁场拓扑形态并将磁能转化为粒子的动能和热能的物理过程,是空间等离子体物理领域重大的理论基础问题.在三维磁重联理论中,磁零点(磁场为零的点)是磁场拓扑结构的组成要素.在2001年10月1日~09:43:45 UT,C l u s t e r卫星簇穿越了磁尾磁重联区,卫星观测到磁场的Bz分量存在双极变