在硬盘里。照片/ PEXELS。
在日常生活中，铁磁材料——例如铁——被广泛应用于电动汽车、风力涡轮机到变压器——磁铁的吸引和排斥特性被用于能量转换。但它们的有效使用越来越依赖于对一种被称为磁滞的铁磁特征的基本起源的理解。磁滞是区分铁磁材料的一个特征。例如，已知具有大滞后的磁铁在能量转换过程中比具有小滞后的材料有更大的损失。因此，最小化这种能量耗散或换句话说，发现零迟滞的材料已经成为一个活跃的研究领域。
该研究团队包括Ananya Renuka-Balakrishna，南加州大学维特比的WiSE Gabilan助理教授bob国际首页登录航空航天与机械工程系“，和明尼苏达大学航空航天工程和力学教授理查德·d·詹姆斯(Richard D. James)提出了一种材料设计规则，以发现极小的新型磁铁磁滞．Renuka-Balakrishna说，目前，一种被广泛接受的降低磁性合金迟滞的策略是基于改变合金成分来降低称为各向异性常数的材料常数。“简单来说，当磁铁有大的磁滞时，这个材料常数通常很大，”她说。但在某些情况下，改变合金成分，使各向异性常数为零，仍然会产生很高的迟滞——这一策略留下了许多无法解释的问题。她说:“这种矛盾的行为表明我们对磁滞现象的理解存在差距，需要一种严格的数学方法来研究磁滞现象的基本起源。”
该团队基于非线性稳定性分析的思想开发了一个数学模型，可以全面预测应用场下的铁磁行为。该模型不仅为磁滞的起源提供了深刻的见解，而且为发现在能源研究中具有广泛影响的新磁性材料铺平了道路。
附图显示了材料具有小矫顽力的磁常数之间的抛物线模式。bob国际首页登录南加州大学维特比分校的研究人员通过进行2500多次严格的数学模拟来阐明这种抛物线关系，发现了这种模式。图像/ ANANYA BALAKRISHNA。
他们的研究发表在自然计算材料，提出了一种新的计算模型和策略，以发现具有小磁滞，从而减少能量损失．Renuka-Balakrishna说，随着限制能源消耗的要求上升到最前沿，发现新的磁性材料对采用拟议的储能设备至关重要。“这些要求影响了从手持电子设备到存储系统和数据中心服务器的广泛应用。”最近，Renuka-Balakrishna小组的博士生Negar Ahani在阐明弹性性质对磁反转的作用方面取得了快速进展，该小组很高兴看到Ahani的发现。
出版于2022年2月7日
最后更新于2022年3月7日
