R_2Fe_(17)N_(3-δ)的磁性

用气体-固体反应制备了一系列稀土铁氮化物R_2Fe_(17)N_(3-δ)(R=Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu和Y)。这些填隙式氮化物具有与R_2Fe_(17)母体化合物的Th_2Fe_(17)或Th_2Ni_(17)型结构有关的结构,而单胞体积比母体化合物大6～7％,居里温度高约400K。Fe-Fe交换相互作用由于氮化几乎增大了两倍,而R-Fe交换相互作用则没有什么改变。除了Sm_2Fe_(17),N_(3-δ)外,其余所有化合物在室温下都具有易面各向异性,而Sm_2Fe_(17),N_(3-δ)则在所有温度下具有易轴各向异性。Er和Tm化合物由于加热会产生自旋再排列,分别在120和200K从易轴型变为易面型。Fe次晶格的各向异性是易面的,但在Y_2(Fe_(1-x)Cox)_(17)N_(3-δ)中,当x>0.1时,由于Co替代会变成易轴的。

一族新型的三元R_2Fe_(17)N_(3-δ)化合物的磁特性

本文通过固—气相反应制备了一系列三元间隙氮化物R_2Fe_(17)N_(3-δ)(R=Ce,Pr,Nd,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu和Y)。这些氮化物的结构与原始化合物R_2Fe_(17)和Th_2Zn_(17)结构或Th_2Ni_(17)结构有关,但单胞体积增大了6～7％,居里温度上升了400K左右;通过氮化作用,Fe—Fe交换作用增强了1.8倍,而R—Fe交换作用没有什么变化。除Sm_2Fe_(17)N_(3-δ)之外,所有其它的氮化物在室温都显示出易基面各向异性,而Sm_2Fe_(17)N_(3-δ)则显示出很强的单轴各向异性,它可用作永磁体,Er和Tm的氮化物在室温下显示自旋再取向。铁原子亚点阵的各向异性是易基面的(在4.2K,Y Fe_(17)N_3的各向异性常数K_1=-1.3MJ/m^3),但用Co置换后,它改变符号,转变为易轴。(在4.2K,Y_2(Fe_(1-x)Co_x)_(17)N_(3-δ)(x≥0.2)的各向异性常数K_1≈1.0MJ/m^3)

R_2Fe_(17)的气相碳化作用

R_2Fe_(17)系与丁烷在780K 发生反应生成中间碳化物 R_2Fe_(17)C_(3-δ)后,其居里温度提高了约330K。只有Sm 碳化物在室温表现出易轴各向异性,各向异性场为10T。Er 和 Tm 碳化物在较低的温度下呈自旋重新取向。