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永磁材料稀土减量化的计算设计 Article

Alexander Kovacs, Johann Fischbacher, Markus Gusenbauer, Harald Oezelt, Heike C. Herper, Olga Yu. Vekilova, Pablo Nieves, Sergiu Arapan, Thomas Schrefl

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第2期   页码 148-153 doi: 10.1016/j.eng.2019.11.006

摘要: 从第一性原理出发,我们利用一系列模拟方法计算出由新型磁性材料构成的永磁的可能的最大矫顽场和最大磁能积。利用自适应遗传算法,我们发现了有利于形成永磁的多种富铁(Fe)磁性相。我们利用从头计算模拟得到的材料本征特性作为磁学模拟的输入参数,对具有真实结构的永磁的磁滞特性进行了磁模拟。我们利用机器学习技术对永磁的微结构进行了优化,从而预测出该磁性相的矫顽力和最大磁能积的理论上限。我们计算了由几种候选硬磁相构造的永磁的结构-性能关系,并用[矫顽力(T),最大磁能积(kJ·m–3) ]表示,具体结果如下:铁-锡-锑(Fe3永磁为(1, 400);钴-铁-钽(CoFe6Ta)永磁为(0.87, 425);锰-铝(MnAl)永磁为(0.53, 80)。

关键词: 稀土永磁磁学    

稀土永磁的前景与展望 Review

J.M.D. Coey

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第2期   页码 118-130 doi: 10.1016/j.eng.2018.11.034

摘要:

稀土永磁是一项成熟的技术,但2011年稀土危机的冲击导致人们重新考量20世纪80年代和90年代的许多关于几乎不含稀土(或重稀土)的新型硬磁材料的想法。Nd-Fe-B永磁通过精心巧妙的优化,适用于需要以合理成本获得高性能的广泛应用领域。当需要高温稳定性时,Sm-Co是首选材料,而某些应用也逐渐开始使用Sm-Fe-N磁体。上一代的一个很宏大的想法,即制备交换耦合硬/软纳米复合的各向异性磁体,来显著提高创纪录的磁能积。然而,事实证明这很难实现。尽管如此,该领域已取得发展,而其他领域的创新也在不断蓬勃发展。随着越来越清晰地了解特定永磁的局限性,人们开始围绕它进行具有独创性和想象力的设计,并最有效地利用了可用的稀土资源混合物。提高磁体高温稳定性的新方法也正在开发中,并且具有其他有用特性的硬磁体的集成多功能性也正在设想中。这些研究课题将在本文中通过各种示例进行详细说明。

关键词: 稀土永磁,磁各向异性,矫顽力,能积,磁性复合材料,增材制造    

稀土永磁及其在未来经济中的地位

Allan Trench, John P. Sykes

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第2期   页码 115-117 doi: 10.1016/j.eng.2019.12.007

ThMn12永磁合金 Review

G.C. Hadjipanayis, A.M. Gabay, A.M. Schönhöbel, A. Martín-Cid, J.M. Barandiaran, D. Niarchos

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第2期   页码 140-146 doi: 10.1016/j.eng.2018.12.011

摘要:

具有四方ThMn12型结构的富铁化合物有潜力满足当下人们对于高磁能积、工作温度为150~200 ℃的贫稀土永磁的需求。尽管磁体制备技术的发展滞后于相关磁性材料的研究是正常的,但对于ThMn12型磁性材料而言,这种研究进展的差异非常显著。遗憾的是,基于聚合物键合填隙改性粉末的磁体的研究仍然处于边缘阶段。人们发现,引入镧(La)可以提高Sm(Fe,Ti)12中少数低熔点相的稳定性,从而首次使得液相烧结成为可能。机械化学合成的(Sm,Zr)(Fe,Si)12和(Sm,Zr)(Fe,Co,Ti)12粉末可能适合烧结成具有高强度的全致密磁体,尽管在此之前,两者都已开发出较高的各向异性

关键词: 永磁稀土永磁,ThMn 12 结构    

各向异性热压稀土永磁的热变形机制及磁结构研究

李卫,朱明刚

《中国工程科学》 2011年 第13卷 第10期   页码 4-12

摘要:

重点研究制备工艺对各向异性热压稀土永磁性能的影响,探讨了热压永磁的热变形机理和数学描述模型,并尝试从磁结构的角度研究各向异性纳米晶Nd-Fe-B磁体,揭示纳米晶粒之间的静磁和交换耦合相互作用、磁化和反磁化、热退磁等微观机制。获得了最佳磁性能为:Hcj=1 157 kA/m,Br=1.465 T,(BH)max=426 kJ/m3纳米晶Nd-Fe-B磁体

关键词: 纳米晶Nd-Fe-B辐向环     热压-热变形     各向异性     磁结构    

快速球磨法高效实现各向同性气雾化MnAl 粉的纳米化制备 Article

J. Rial, E.M. Palmero, A. Bollero

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第2期   页码 172-176 doi: 10.1016/j.eng.2019.03.013

摘要:

为了提高永磁性能尤其是矫顽力,对气雾化MnAl粉末首次进行了30 s短时间球磨。结果表明,如此短的处理时间加上随后的退火可以高效地得到纳米结构和可控的相变。球磨过程中产生的应变引起的缺陷与退火过程中形成的β相共同起到钉扎中心的作用,从而提高了矫顽力。

关键词: 永磁     纳米结构     相变     MnAl     气雾化     球磨法    

稀土永磁材料专题主编寄语

李卫

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第2期   页码 101-101 doi: 10.1016/j.eng.2019.12.010

面向21世纪的稀土工业

杨遇春

《中国工程科学》 2000年 第2卷 第9期   页码 91-100

摘要:

中国拥有世界上最丰富的稀土资源。1998年中国稀土氧化物(REO)的生产能力已达到20000 t,几乎为世界需求的2倍,严重依赖出口,出口童占生产童的2/3。文章论述了稀土在冶金、永磁、储氢合金、催化剂、固体氧化物燃料电池和激光材料等方面的应用进展;指出我国未来稀土工业的方向是开发髙技术含童和高附加值的产品,拓宽国内和国际市场。

关键词: 稀土氧化物     永磁材料     储氢合金     催化剂     燃料电池     激光材料    

基于新型拓扑Halbach阵列的PCB定子无铁心轴向磁通电机设计 Regular Papers

Xiao-yuan WANG, Xiang LI, Chun-peng LI, Si-jia XU, Le-tao LING

《信息与电子工程前沿(英文)》 2019年 第20卷 第3期   页码 414-424 doi: 10.1631/FITEE.1700345

摘要: 针对印刷电路板(PCB)定子轴向磁通永磁电机特点,提出一种新型拓扑Halbach永磁阵列,设计并分析应用该永磁阵列的PCB定子轴向磁通永磁电机。与传统无铁心轴向磁通永磁电机相比,在相同尺寸、同等永磁用量下,该新型拓扑Halbach永磁阵列PCB定子轴向磁通永磁电机具有更高气隙磁密及每极磁通,可获得更高空载反电势,同时有效降低漏磁,使气隙磁密更接近正弦波有限元分析结果和样机对比实验验证了该新型拓扑Halbach永磁阵列PCB定子电机的合理性和有效性,为PCB定子轴向磁通永磁电机设计提供了参考依据和工程应用价值。

关键词: 轴向磁通电机;印制电路板;Halbach永磁阵列;有限元法    

利用Nd-Fe-B 油泥回收制备高性能烧结磁体的有效方法 Article

尹小文, 岳明, 路清梅, 刘敏, 王峰, 邱玉冰, 刘卫强, 左铁镛, 查善顺, 李绪亮, 衣晓飞

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第2期   页码 165-172 doi: 10.1016/j.eng.2019.11.007

摘要:

全球稀土储量的下降以及当前湿法回收技术对环境造成的影响日益受到人们的关注,开发一种有效回收钕铁硼(Nd-Fe-B)烧结磁体生产过程中剩余油泥的技术已迫在眉睫。本研究选择了Nd-Fe-B烧结磁体加工过程中产生的无心磨削油泥作为原材料。我们对油泥进行了还原扩散(RD)处理,以合成可供回收的钕磁体(Nd2Fe14B)粉末。我们在回收的Nd2Fe14B颗粒中掺杂了含量为37.7 wt%的Nd4Fe14B粉末,用以制备Nd-Fe-B烧结磁体,且所获磁体的剩磁为12.1 kG(1G =1×10–4 T)、矫顽力为14.6 kOe(1 Oe = 79.5775 A·m&ndash

关键词: Nd-Fe-B磨削油泥     再生烧结磁体     钙还原扩散     稀土合金掺杂    

有定子径向通风孔的大型永磁同步发电机的转矩特性 Article

He HAO,Wei-zhong FEI,Dong-min MIAO,Meng-jia JIN,Jian-xin SHEN

《信息与电子工程前沿(英文)》 2016年 第17卷 第8期   页码 814-824 doi: 10.1631/FITEE.1500238

摘要: 在此文章中,我们研究了应用于海上风电且定子具有径向通风孔的大型低速直驱型永磁同步发电机的转矩特性。首先在二维有限元分析(FEA)下保持相同的定子结构,通过对磁体形状优化设计改善永磁同步发电机的转矩特性。转子分段斜极技术用于抑制机械容差和缺陷的影响,并进一步提高了电机的转矩特性。

关键词: 永磁同步发电机;径向通风孔;转矩脉动;分段斜极;磁体形状优化;有限元分析;风电    

基于3D变换电磁学和2D表面电磁学的电磁场操控和天线设计 Review

Peng-fei ZHANG, Yu-kai YAN, Ying LIU, Raj MITTRA

《信息与电子工程前沿(英文)》 2020年 第21卷 第3期   页码 351-365 doi: 10.1631/FITEE.1900489

摘要: 尽管人们已经开发了针对不同类型天线的多种设计技术,如线天线、贴片天线、透镜天线以及反射面等,但尚未构建普适的框架技术——普适框架技术应可用于各种天线的综合与设计,使天线具有满足使用者特定需求的电气特性。近年来,5G通信及各种空天技术、国防应用、生物医疗和类似应用的快速发展,迫切需要天线设计技术的大幅提升。本文从场操控角度剖视天线设计技术,为这种框架性构建提供一个可能的思考,以期最终部分满足这种需求。首先,回顾现有操控技术,包括基于麦克斯韦方程和波动方程在内的场变换方法,指出这些技术的局限性,并提出改善性能的方法。其次,介绍一种基于2D超表面的场操控方法及其理论基础——广义反射和折射定律。进一步,探索如何利用2D超表面克服传统的由临界角严格限制的反射和折射局限性。最后,给出场操控方法在天线设计中的应用实例,以期引导人们发展面向未来通信天线设计的通用策略和方法。

关键词: 场操控;变换光学;天线设计;表面电磁学    

稀土功能材料2035 发展战略研究

朱明刚,孙旭,刘荣辉,徐会兵

《中国工程科学》 2020年 第22卷 第5期   页码 37-43 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.05.006

摘要:

稀土功能材料作为我国最具有资源特色的关键战略材料之一,是支撑新一代信息技术、航空航天与现代武器装备、先进轨道交通、节能与新能源汽车、高性能医疗器械等高技术领域的核心材料本文介绍了稀土功能材料产业的背景和发展现状,分析了我国稀土功能材料产业发展存在的问题,提出了面向新材料强国2035 发展战略的发展思路和重点发展方向,从强化稀土领域的战略预判和政策扶植、加强稀土领域的基础研究和应用基础、加强稀土优势团队和人才建设等方面提出政策建议,为促进稀土功能材料的领域发展,实现我国从稀土大国向稀土强国的战略性转变提供参考。

关键词: 稀土功能材料,关键战略材料,新材料强国2035    

基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机解耦控制研究

费德成,朱熀秋

《中国工程科学》 2005年 第7卷 第11期   页码 48-54

摘要:

应用多变量非线性控制逆系统理论,对无轴承永磁同步电机的多变量、非线性、强耦合的控制对象进行了动态解耦控制研究;介绍了逆系统理论,阐述了无轴承永磁同步电机径向力的产生机理,建立了转矩力和径向悬浮力状态方程,分析了基于逆系统理论解耦控制的可行性,推导出基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机转矩力与径向力之间的动态解耦控制算法。

关键词: 无轴承永磁同步电机     逆系统     反馈线性化     解耦控制    

系统研究展望

钟先信

《中国工程科学》 2000年 第2卷 第1期   页码 81-84

摘要:

系统是在微米/纳米尺度上开展研究工作的,涉及到多种科学和技术领域,含微电子、微机械、微光学、化学、生物技术和材料等,它是多种技术的综合和多学科交叉的前沿领域,已显示出强大的生命力。系统研究在传统理论和技术基础上起步和发展,人们在硅片上制作微型机械、马达和光路系统微型化的惊喜之余,又引起了一些困惑和思考。

现在,系统研究的热点是:域的科学和技术基础;新的信息获取、传输和处理技术;超精密检测和操作;系统新材料和制造技术。

关键词: 系统         信息获取与处理     纳米测量     新材料     制造    

标题 作者 时间 类型 操作

永磁材料稀土减量化的计算设计

Alexander Kovacs, Johann Fischbacher, Markus Gusenbauer, Harald Oezelt, Heike C. Herper, Olga Yu. Vekilova, Pablo Nieves, Sergiu Arapan, Thomas Schrefl

期刊论文

稀土永磁的前景与展望

J.M.D. Coey

期刊论文

稀土永磁及其在未来经济中的地位

Allan Trench, John P. Sykes

期刊论文

ThMn12永磁合金

G.C. Hadjipanayis, A.M. Gabay, A.M. Schönhöbel, A. Martín-Cid, J.M. Barandiaran, D. Niarchos

期刊论文

各向异性热压稀土永磁的热变形机制及磁结构研究

李卫,朱明刚

期刊论文

快速球磨法高效实现各向同性气雾化MnAl 粉的纳米化制备

J. Rial, E.M. Palmero, A. Bollero

期刊论文

稀土永磁材料专题主编寄语

李卫

期刊论文

面向21世纪的稀土工业

杨遇春

期刊论文

基于新型拓扑Halbach阵列的PCB定子无铁心轴向磁通电机设计

Xiao-yuan WANG, Xiang LI, Chun-peng LI, Si-jia XU, Le-tao LING

期刊论文

利用Nd-Fe-B 油泥回收制备高性能烧结磁体的有效方法

尹小文, 岳明, 路清梅, 刘敏, 王峰, 邱玉冰, 刘卫强, 左铁镛, 查善顺, 李绪亮, 衣晓飞

期刊论文

有定子径向通风孔的大型永磁同步发电机的转矩特性

He HAO,Wei-zhong FEI,Dong-min MIAO,Meng-jia JIN,Jian-xin SHEN

期刊论文

基于3D变换电磁学和2D表面电磁学的电磁场操控和天线设计

Peng-fei ZHANG, Yu-kai YAN, Ying LIU, Raj MITTRA

期刊论文

稀土功能材料2035 发展战略研究

朱明刚,孙旭,刘荣辉,徐会兵

期刊论文

基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机解耦控制研究

费德成,朱熀秋

期刊论文

系统研究展望

钟先信

期刊论文