本文關(guān)鍵詞：釹鐵硼沖擊去磁特性和機(jī)理研究　出處：《北京理工大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：一些鐵磁性材料受到?jīng)_擊波的壓縮后，磁化強(qiáng)度會(huì)迅速減小，這種現(xiàn)象稱為沖擊去磁效應(yīng)。沖擊去磁效應(yīng)主要應(yīng)用于爆炸沖擊去磁脈沖功率發(fā)生器的研究與設(shè)計(jì)。目前，人們對(duì)沖擊去磁機(jī)理的認(rèn)識(shí)并不十分清楚。因此，開(kāi)展鐵磁性材料的沖擊去磁機(jī)理研究，建立沖擊去磁和放電過(guò)程的理論計(jì)算方法，對(duì)爆炸沖擊去磁脈沖功率發(fā)生器的理論設(shè)計(jì)和性能提高具有重要意義。 本文采用輕氣炮驅(qū)動(dòng)飛片對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行了沖擊加載實(shí)驗(yàn)，采用錳銅壓阻傳感器測(cè)量了磁體內(nèi)部不同位置的壓力 時(shí)間曲線，得到了釹鐵硼在3.3 7.2GPa壓力范圍內(nèi)的Hugoniot關(guān)系和Grüneisen狀態(tài)方程，建立了釹鐵硼沖擊加載計(jì)算模型，通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算獲得了釹鐵硼沖擊加載下動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)規(guī)律。 采用掃描電子顯微鏡對(duì)沖擊后的釹鐵硼進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)，采用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量了受沖擊前后釹鐵硼的磁滯回線。研究表明，沖擊后磁體發(fā)生沿晶斷裂，但晶界相的微觀結(jié)構(gòu)并未發(fā)生變化；沿晶斷裂弱化了相鄰主相間的交換耦合的作用，晶界相的滑移和斷裂改變了主相和晶界相的取向關(guān)系；沖擊后磁體的晶界相中存在大量的含微裂紋和孔洞的缺陷區(qū)，這些缺陷區(qū)周圍形成低各向異性區(qū)，使成核場(chǎng)減弱。 基于分子場(chǎng)理論，引入壓力等效場(chǎng)，改進(jìn)了雙亞點(diǎn)陣?yán)碚撃Ｐ�，分析了釹鐵硼主相化合物在不同溫度和壓力下的磁性轉(zhuǎn)變機(jī)制。計(jì)算了壓力對(duì)釹鐵硼化合物磁致伸縮系數(shù)、磁化率、磁化強(qiáng)度以及居里溫度的影響，給出了釹鐵硼化合物發(fā)生鐵磁 順磁相變的壓力和溫度判據(jù)。計(jì)算表明磁體的居里溫度向低溫區(qū)轉(zhuǎn)移，從而使鐵磁 順磁相變更容易發(fā)生。壓力誘導(dǎo)居里溫度下降是沖擊去磁效應(yīng)的主要原因。 改進(jìn)了三維伊辛模型，對(duì)壓力誘導(dǎo)釹鐵硼的磁相變過(guò)程進(jìn)行了較完整的描述。在釹鐵硼晶格的哈密頓量中引入外壓力場(chǎng)和外磁場(chǎng)，采用蒙特卡羅計(jì)算方法，計(jì)算了壓力場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下磁化強(qiáng)度、磁化率及比熱容與溫度的變化關(guān)系。結(jié)果表明壓力使Nd2Fe14B的居里溫度逐漸向低溫區(qū)轉(zhuǎn)移，從而使鐵磁 順磁相變更容易發(fā)生。而磁場(chǎng)使Nd2Fe14B的居里溫度移向高溫區(qū)，從而阻礙了鐵磁-順磁相變的發(fā)生。 基于磁體磁化電流假設(shè)，，提出了根據(jù)沖擊波作用下圓薄片電流磁感線的動(dòng)態(tài)分布，計(jì)算磁體磁感應(yīng)強(qiáng)度的方法。建立了沖擊去磁過(guò)程中磁電動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換理論計(jì)算模型，解決了沖擊去磁脈沖功率發(fā)生器感生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)態(tài)變化的理論計(jì)算難題。計(jì)算結(jié)果表明，感生電動(dòng)勢(shì)的大小取決于沖擊波速度、磁化電流(或磁化強(qiáng)度)、磁體的半徑、線圈匝數(shù)等參數(shù)。而磁體的長(zhǎng)度會(huì)影響輸出電壓或電流的脈寬。采用炸藥平面波沖擊加載釹鐵硼永磁體的方法，進(jìn)行了爆炸沖擊去磁脈沖放電實(shí)驗(yàn)，測(cè)量了輸出電壓及電流曲線。結(jié)果顯示磁體的矯頑力越低，抗退磁能力越弱，則發(fā)生器的輸出功率越大。
[Abstract]:Some ferromagnetic materials are subjected to shock wave compression , and the magnetization decreases rapidly . The phenomenon is called the impact demagnetization effect . The impact demagnetization effect is mainly applied to the research and design of the impulse demagnetization pulse power generator . Therefore , it is not very clear that the impact demagnetization mechanism of the impact demagnetization is not very clear . Therefore , the theoretical calculation method of the impact demagnetization and discharge process is established , and the theoretical design and the performance improvement of the explosion impact demagnetization pulse power generator are important .

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本文編號(hào)：1397416