磁性材料性能表征的案例
多鐵材料納米力學性能表征重要進展！
近日，中國科學院深圳先進技術研究院納米調控與生物力學研究室在多鐵材料納米力學性能表征領域
取得重要進展，提出了一種能夠同時表征多鐵納米材料納米尺度壓電性能和力學性能的技術。相關成果發表在固體力學頂級期刊Journal of the Mechanics and Physics of Solids（
一區，影響因子3.566）上。論文第一作者是深圳先進院客座博士研究生朱慶豐。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022509618310160?via%3Dihub
多鐵材料是一種同時具有鐵彈、鐵電、鐵磁兩種或兩種以上序參數耦合的多功能材料。多鐵磁電材料能展現出獨特的磁電耦合效應，其在傳感器、多態存儲、自旋電子器件等領域具有廣闊的應用前景。多鐵納米材料由于能夠促進電子器件的多功能化、集成化及微型化，近年來受到廣泛的關注和研究。
多鐵納米材料器件應用時，其納米尺度力學和壓電性能起著至關重要的作用，一方面是由于磁電耦合效應源于復合材料內部應力的傳遞，另一方面這一應力也可能會導致材料的疲勞甚至損壞，直接關聯著器件的性能。因此，用納米尺度同時表征多鐵復合材料力學和壓電性，既是理解多鐵復合材料磁電耦合行為的關鍵，又是優化增強復合材料磁電耦合性能的基礎，然而當前缺乏相應的表征技術。
展開 材料表征及性能測試過程中所用儀器設備
性能表征
材料的防腐蝕性能
1、電化學阻抗譜
效果：得到材料的電容、電阻、電感等信息，獲得材料的防腐蝕機理
需要注意的問題：保證基材的面積固定
2、極化曲線
效果：獲得材料腐蝕時的腐蝕電流密度、極化電阻、腐蝕電位、腐蝕速率等信息
需要注意的問題：保證基材的面積固定
3、鹽霧試驗
效果：加速試驗，獲得材料耐腐蝕的耐久性
需要注意的問題：注意鹽水濃度的變化
表征材料導電性
儀器：四探針
效果：測試膜或者塊體的導電性
表征材料親水（其他溶劑）性
儀器：接觸角測量儀
效果：測試材料表面張力，接觸角等
表征膠體體系穩定性
儀器：zeta電位儀
材料表征：涂層（薄膜）耐磨性
表征方式：銷盤摩擦磨損儀
效果：測試一定載荷和時間下摩擦系數變化并結合表面形貌分析磨損機理。
材料表征：涂層（薄膜）結合力
表征方式：劃痕儀
效果：測試薄膜與基體之間的結合強度，需要結合劃痕形貌、聲發射圖譜和摩擦系數變化綜合評定。
展開 金屬粉末材料性能表征：激光粒度儀不同設備偏差分析
不同設備，不同檢測環境都會對檢測結果產生影響，因此增材制造的應用推廣，需要更多基礎研究和標準建立，威拉里新材料愿與各位有志之士共同攜手。
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展開 利用Digimat-FE對三維五向編織復合材料進行性能表征
三維編織復合材料作為一種新型的復合材料, 由于它具有整體異形性和三維預制體制造等優點和靈活的性能可設計性, 在國內外航空、航天等領域得到了廣泛的應用。近 20 年, 國內很多科研機構都對對三維編織復合材料力學性能開展了系列研究。
三維四向編織復合材料克服了傳統層合復合材料的分層開裂敏感、抗沖擊損傷性能差等缺點, 厚度方向強度得到了很大提高, 但同時面內性能有所下降。為了提高三維編織復合材料的縱向性能, 發展了三維五向編織復合材料。
三維五向編織結構是在基本的三維四向編織結構基礎上, 在編織過程中引入沿編織成型方向不動的紗線而形成的一種新的整體編織結構。在三維四向編織結構中, 所有的編織紗線均與編織成型方向有一個夾角,共有四種空間傾斜方向, 部分紗線通過了材料的厚度方向, 有效提高了材料厚度方向的性能, 但是, 同時使材料的面內性能有所下降。而在三維五向編織結構中, 除了有四組傾斜分布的編織紗線以外, 還有一組沿材料縱向 (編織成型方向或第五向) 分布的紗線。縱向紗線幾乎處于伸直狀態, 可以改善材料縱向性能。
三維四向編織、三維五向編織示意圖
三維編織材料的性能表及測試方法都未形成成熟的標準, 需要進一步進行研究探討。下面將通過Digimat-FE對三維五向編織進行建模，通過Digimat-FE計算三維五向編織材料的工程常數，以實現通過仿真對三維五向編織材料性能的預測。
首先，在Digimat-FE中定義材料屬性。分別包括基材與纖維特性
接下來定義每相特性與RVE特性，
最終就可以生成三維五向編織的RVE模型如下圖所示
然后對模型進行像素網格劃分
選擇計算工程常數
最終可計算出工程常數
從上述過程可以看到，通過Digimat-FE我們可以很方便的對三維編織材料的力學性能進行表征。
展開 
2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會|開幕倒計時7天！
2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會|開幕倒計時7天！
2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會|開幕倒計時7天！
202
由浙江省電機行業協會指導、寧波市磁性材料商會主辦、浙江省電氣行業協會協辦的“2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會”將于2026年4月16日至18日在寧波國際會議展覽中心1號館(寧波市鄞州區會展路181號)舉辦，同期舉辦“2026寧波國際金屬冶金暨線纜線束技術博覽會”。
本次博覽會將集中展示金屬制造/加工、金屬材料/新材料、粉末冶金、連接器、線纜線束及加工設備、電機、磁性材料、工業部件/基礎件、軸承、壓鑄與鑄造及相關技術產品和設備。寧波市磁性材料商會誠邀各位蒞臨參觀。
寧波市磁性材料商會誠邀各位蒞臨參觀。
展開 復旦大學《Carbon》：取向磁性碳微球，優異吸波性能！
近年來，隨著納米材料科學技術的發展，不同磁響應材料的應用和發展受到越來越多的關注，特別是在提高存儲元件、微納器件、生物醫學應用和電磁波能量轉換方面的潛力。同時，響應機制由磁導率、矯頑力、剩磁和磁損耗組成，構成了復雜的相互作用的行為。
磁性材料的固有特性反映為飽和磁化強度、居里溫度、磁各向異性和磁致伸縮，這受到各種因素的影響。同時，具有特殊電磁特性的磁性材料與以下因素高度相關:（1）尺寸和形狀。形狀和長徑比不同的磁性晶體在研究矯頑力和磁性方面具有巨大的潛力，如球形、棒狀、立方體、紡錘形等，（2）組分調節。固有飽和磁化強度和通過調整晶格參數、設計特殊的界面和合金化不同的金屬物質，也可以有效地提高材料的磁導率。(3)磁疇結構。從多疇、渦旋疇到單疇或超順磁性，納米粒子的磁疇結構取決于其粒徑。在納米膜單元如圓形、橢圓形、正方形、六角形和三維納米結構:薄片、管、立方體、橢圓體中都觀察到或計算到典型的渦旋結構。同時，由于顆粒尺寸較大，渦流磁性納米顆粒顯示出比超順磁性顆粒更高的磁導率和飽和磁化強度。此外，在磁性基底中加入純介電材料是調節目標復合材料磁性能的另一種有效方法。
二、研究成果
通過控制磁性材料的生長可以有效地調控表面磁性結構和電磁響應行為，這一直是一個巨大的挑戰。在這里，復旦大學車仁超教授團隊通過將Kirkendall擴散應用于取向生長過程，開發了原位取向生長策略來構建微米級
Fe3O4-Fe3O4@C
異質結。經過沉淀和相變過程，取向的
Fe3O4
八面體位于各向異性的Fe3O4@C體中，構建了各種磁性構型，增強了雜散磁場強度。合成的磁性介電微球對電磁波表現出優異的能量轉換能力，包括強反射損耗(RL: 40.8分貝，2.0毫米)和超寬吸收區(~11.04 GHz，測試頻率的~69%)。
展開 東北大學《Scripta》：磁性形狀記憶合金的馬氏體穩定性及物理性能
研究發現具有亞鐵磁性（FIM）的5M和NM馬氏體的能量低于其FM態的馬氏體，其他相正好相反。這表明奧氏體（A）和7M相表現出鐵磁性，而5M和NM馬氏體是亞鐵磁性。通過計算得知形成7M馬氏體所需能量低于5M和NM馬氏體。這意味著5M馬氏體是亞穩態相，而7M馬氏體是熱力學最穩定的相。一般認為調質馬氏體有很大的趨勢最終轉變為NM馬氏體。
圖1 不同相的結構示意圖以及磁性配置
圖2 不同馬氏體狀態下的各項實驗結果
圖3 不同相的磁矩及密度
根據實驗結果和第一性原理計算，可以確定7M馬氏體是Ni50Mn35In15合金中最穩定的相。這也與原位TEM的結果一致。Ni原子不僅與MnMn鍵合，還與MnIn鍵合。與NM馬氏體相比，7M馬氏體的Ni-Mn結合強度有所提高。Jahn-Teller效應和Ni-Mn鍵合能力都有助于形成最穩定的7M馬氏體。
總的來說，本文設計了一系列不同馬氏體相的Ni50Mn35In15合金，通過第一性原理計算和實驗表明該合金經歷了磁結構耦合轉變(即鐵磁奧氏體-亞鐵磁5M馬氏體-鐵磁7M馬氏體)，確定了7M馬氏體由于Ni和Mn原子間的強鍵合能力而成為最穩定的相。本文研究成果對未來磁性記憶材料的開發和磁性材料的實際應用有一定指導意義。（文：破風）
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展開 定量核磁表征聚乙烯長鏈支化結構及開發高性能吹膜樹脂中的應用
近些年來，利用定量核磁技術對高分子材料微觀結構標準中得到了越來越廣泛的應用。定量核磁的原理是什么？具體的操作流程如何？在材料結構表征中具體如何應用？本文將通過一個雙鏈催化劑來控制聚乙烯中的長鏈支化度，進而影響材料宏觀物理性能的案例，來介紹定量核磁（QNMR）的作用。
定量核磁（QNMR）的原理
NMR定量分析是通過比較不同的吸收峰強度實現的。在進行定量分析時，對于確定的質子，其積分與其摩爾濃度成正比。如圖1中左側公式所述，Pa, Ia, Na,Ma, Wa分別表示待測物的純度，某一化學位移的積分值，該信號的質子個數，待測物的摩爾質量和待測物的稱量質量；Ps, Is, Ns, Ms, Ws分別表示標準品的純度，標準品某一化學位移的積分值，該信號的質子個數，標準品的摩爾質量和標準品的稱量質量。在進行定量核磁共振分析前，需首先識別聚合物重復單元中各特征基團所產生的化學位移，并選取一個不受重疊干擾、且能代表特定結構單元含量的特征信號峰作為定量內標。
圖1a 定量核磁的原理
圖1b 定量核磁的原理
定量核磁靈敏度高，易操作
定量核磁靈敏度高，無需專門儀器，操作也相對簡單。如圖2所示，分別稱量待測樣品和標準樣品于樣品瓶中，加入氘代試劑充分溶解，取適量加入核磁管中進行核磁檢測；隨后進行譜圖測試及處理，最后進行分析計算。
從定量核磁計算公式中可以看出，影響結果的因素為樣品稱量準確度和譜圖積分準確度。因此在操作過程中，為減少誤差，推薦稱量量：一般氫譜5-10mg，碳譜50-100mg；選取氘代試劑完全溶解樣品；設置采樣參數，將弛豫時間D1設為5倍T1以上，信噪比S/N在150以上；在譜圖處理過程中，選擇干擾較少，峰型較好，基線平穩的質子進行積分。
展開 定量核磁表征聚乙烯長鏈支化結構及開發高性能吹膜樹脂中的應用
近些年來，利用定量核磁技術對高分子材料微觀結構標準中得到了越來越廣泛的應用。定量核磁的原理是什么？具體的操作流程如何？在材料結構表征中具體如何應用？本文將通過一個雙鏈催化劑來控制聚乙烯中的長鏈支化度，進而影響材料宏觀物理性能的案例，來介紹定量核磁（QNMR）的作用。
定量核磁（QNMR）的原理
NMR定量分析是通過比較不同的吸收峰強度實現的。在進行定量分析時，對于確定的質子，其積分與其摩爾濃度成正比。如圖1中左側公式所述，Pa, Ia, Na,Ma, Wa分別表示待測物的純度，某一化學位移的積分值，該信號的質子個數，待測物的摩爾質量和待測物的稱量質量；Ps, Is, Ns, Ms, Ws分別表示標準品的純度，標準品某一化學位移的積分值，該信號的質子個數，標準品的摩爾質量和標準品的稱量質量。在進行定量核磁共振分析前，需首先識別聚合物重復單元中各特征基團所產生的化學位移，并選取一個不受重疊干擾、且能代表特定結構單元含量的特征信號峰作為定量內標。
圖1a 定量核磁的原理
圖1b 定量核磁的原理
定量核磁靈敏度高，易操作
定量核磁靈敏度高，無需專門儀器，操作也相對簡單。如圖2所示，分別稱量待測樣品和標準樣品于樣品瓶中，加入氘代試劑充分溶解，取適量加入核磁管中進行核磁檢測；隨后進行譜圖測試及處理，最后進行分析計算。
從定量核磁計算公式中可以看出，影響結果的因素為樣品稱量準確度和譜圖積分準確度。因此在操作過程中，為減少誤差，推薦稱量量：一般氫譜5-10mg，碳譜50-100mg；選取氘代試劑完全溶解樣品；設置采樣參數，將弛豫時間D1設為5倍T1以上，信噪比S/N在150以上；在譜圖處理過程中，選擇干擾較少，峰型較好，基線平穩的質子進行積分。
展開 PPT | SiC功率器件的性能表征、封裝測試與系統集成
PPT | SiC功率器件的性能表征、封裝測試與系統集成
納米四氧化三鐵磁性材料的應用
同時, 以Fe3O4 顆粒為載體, 催化劑成分覆在顆粒表面, 制得核- 殼結構的催化劑超細粒子, 既保持了催化劑高的催化性能, 又使催化劑易于回收。因此, Fe3O4 顆粒被大量應用于催化劑載體研究中。
4.微波吸波材料
納米微粒由于小尺寸效應使它具有常規大塊材料不具備的光學特性, 如光學非線性, 以及光吸收、光反射過程中的能量損耗等, 都與納米微粒的尺寸有很大的依賴關系。研究表明, 利用納米微粒的特殊的光學特性制備成各種光學材料將在日常生活和高技術領域得到廣泛的應用。目前關于這方面研究還處在實驗室階段。納米微粒的量子尺寸效應等使它對某種波長的光吸收帶有藍移現象。納米微粒粉體對各種波長光的吸收有寬化現象。四氧化三鐵（VK-EF01,VK-EF02）磁性納米粉由于具有高的磁導率, 可以作為鐵氧體吸波材料的一種, 應用在微波吸收方面。
5.磁記錄材料
納米四氧化三鐵（VK-EF01,VK-EF02）磁性顆粒的另一個重要用途是用來做磁記錄材料。納米四氧化三鐵顆粒由于其尺寸小, 其磁結構由多疇變為單疇, 具有非常高的矯頑力,用來做磁記錄材料可以大大提高信噪比, 改善圖像質量, 而且可以達到信息記錄的高密度。為了達到最好的記錄效果, 納米Fe3O4 顆粒必須有較高的矯頑力和剩余磁化強度, 尺寸較小、耐腐蝕、耐摩擦以及適應溫度的改變。
小結：
隨著科學的進步, 人們對新型材料的需求更加迫切, 這使得用于納米科技和生物技術等方面的單分散磁性納米顆粒的制備研究工作得到了迅猛發展。由于制備技術的不斷改進, 研究者對磁性納米四氧化三鐵（VK-EF01,VK-EF02）顆粒尺寸、均勻分布程度、形狀、晶體結構、表面結構以及顆粒磁性能等要素都有了進一步的控制。
展開 
磁性材料的居里溫度與工作溫度
居里溫度
（Curie temperature，Tc）又作居里點（Curie point）或磁性轉變點。是指磁性材料中自發磁化強度降到零時的溫度，是鐵磁性或亞鐵磁性物質轉變成順磁性物質的臨界點。低于居里點溫度時該物質成為鐵磁體，此時和材料有關的磁場很難改變。當溫度高于居里點時，該物質成為順磁體，磁體的磁場很容易隨周圍磁場的改變而改變。
更通俗講，鐵磁物質的磁化強度隨溫度升高而下降，達到某一溫度時，自發磁化消失，轉變為順磁性，該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。
居里溫度是由居里夫人的丈夫皮埃爾?居里發現的。
居里溫度代表著磁性材料的理論工作溫度極限，居里溫度的大小由物質的化學成分和晶體結構決定，例如鐵的居里溫度約770℃，鈷的居里溫度約1131℃。
工作溫度與居里溫度的關系：居里溫度越高，材料的工作溫度也相對越高，并且溫度穩定性更好。
磁體的最高使用溫度取決于其本身的磁性能和工作點的選取。對同一磁鐵而言，工作磁路越閉合，磁體的最高使用溫度就越高，磁鐵的性能就越穩定。所以磁鐵的最高使用溫度并不是一個確定的值，而是隨著磁路的閉合程度而變化。
以上是對居里溫度概念的介紹，生活中利用居里溫度原理的地方也不少，其中家用電飯煲就是利用居里溫度實現自動跳檔的。
展開 在 COMSOL 中模擬非線性磁性材料
結束語
在這篇文章中，我們討論了可用于模擬非線性磁性材料的各種材料模型。我們還詳細介紹了有效非線性磁曲線計算器仿真App，并解釋了如何利用這個 App 生成循環平均有效 H-B/B-H 曲線，用于磁性設備的頻域仿真。最后，我們使用三種不同類型的材料模型（B-H/H-B 曲線、有效 H-B/B-H 曲線和線性材料）演示了一個示例，并對結果進行了比較。
本文來自： COMSOL 博客
寧波市磁性材料商會上半年活動動態
寧波市磁性材料商會成立于2013年，現有會員單位200余家，覆蓋稀土原料到終端應用的全產業鏈。會長單位實行輪值制，由寧波科寧達工業有限公司、寧波復能稀土新材料股份有限公司輪流當值。
商會自成立以來，在上級主管部門和監管部門的指導下，積極引導企業聚焦行業發展、開創科技創新、開拓奮進的產業集群效應，圍繞“服務企業、服務行業、服務政府、服務社會”的四服宗旨，充分發揮商會的參謀助手、橋梁紐帶、組織協調作等作用，不斷開創工作的新局面。
納米材料的表征技術合集
材料人現在設立各種文章專欄，所涉及領域正在慢慢完善，由此也需要更多的專欄作者，期待你們的加入，有意向的小伙伴可直接聯系cailiaorenVIP。不要再猶豫，下一個專欄創始人就是你。請記住：縱然你離我千里萬里，我都在材料人等你！
1.前言
納米科技是未來高科技發展的基礎，納米材料的化學組成、結構以及顯微組織關系是決定其性能以及應用的關鍵因素，能夠用于納米材料表征的儀器分析方法已經成為納米科技中必不可少的實驗手段。許多研究人員以及相關人員對納米材料還不是很熟悉，尤其是對如何分析和表征納米材料，獲得納米材料的一些特征信息還存在一定疑惑。
圖1 納米材料常用的表征技術
從納米材料的表征技術角度分類的話，見圖1。不過為了讓大家更好的理解這些表征技術各自發揮的作用，我們從納米材料的角度來分別介紹，主要從納米材料的組成成分、形貌、粒度、結構等方面進行簡單介紹。
2. 組成成分分析
當我們合成好納米材料后，我們一般需要知道材料的成分是否是我們想要的，從而進行下一步相關性能的測試。因此首先確定納米材料的元素組成，判斷材料的純度，是否含雜質以及濃度等至關重要。為達到此目的，以下表征技術我們可以選擇。
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