Laves相稀土-过渡族金属间化合物Tb_(1-x)Dy_(x)Co_(1.95)的磁学性质及相变研究

主要研究了Tb_(1-x)Dy_(x)Co_(1.95)稀土-过渡族金属间化合物体系的磁学性质及相变性质。利用X射线衍射表征物相,利用磁学测量系统对材料的磁学性能及磁性相变的种类和温度进行测定,利用热机械分析仪(TMA)测试得到了材料的热膨胀曲线。结果表明:随着体系中Dy元素含量的增加,材料的晶格常数和居里温度均呈现降低趋势。Tb_(1-x)Dy_(x)Co_(1.95)体系在测试温度范围内发生了一级的铁磁相变,这弥补了相关领域的研究空白。除此之外,Tb1-xDyxCo1.95体系在发生磁性相变时的能量变化补偿了正常热胀冷缩,导致Tb_(1-x)Dy_(x)Co_(1.95)体系在一定温度范围内存在较小的热膨胀效应。

化合物TbMn_6Sn_6的磁性和磁相变

采用分子场理论模型对稀土过渡族金属间化合物的磁性、自旋重取向相变和场诱导的一级磁相变进行了研究。从理论上计算了TbMn6Sn6的易磁化方向随温度的变化以及不同温度时的磁化曲线,描述了自旋重取向相变和场诱导的一级磁相变。基于单离子模型计算了Tb离子和化合物的一阶和二阶磁晶各向异性常数及其随温度的变化,得到了和实验数据基本一致的结果。结果表明:Mn次晶格和Tb次晶格磁晶各向异性能之间的相互竞争是导致自旋重取向相变的物理机制,而稀土离子的四阶晶场项对场诱导的一级磁相变产生很大的影响。

R-T-M三元系相关系和R(T,M)_13的晶体结构与磁性(R=轻稀土;T=Co,Fe;M=Al,Si)——Ⅰ.R-T-M三元系相关系

稀土(R)-3d过渡族元素(T)的金属间化合物由于其电子结构的特殊性,在磁性等现代功能材料方面具有广泛的应用前景。随着3d过渡族元素含量的增加,材料的磁矩将增大。富过渡族元素部分的金属间化合物则是探索新型永磁材料的重要对象。

R-T-M三元系相关系和R(T,M)_(13)的晶体结构与磁性(R=轻稀土;T=Co,Fe;M=Al,Si)——Ⅱ.R(T,M)_(13)的晶体结构与磁性

1 R(T,M)_(13)成相规律与晶体结构变迁(R=La, Ce, Pr, Nd; T=Co,Fe; M=Al, Si) 1.1 NaZn_(13)型及其衍生结构 三元化合物R(T,M)_(13)当T和M为无序分布时,属立方NaZn_(13)型结构,空间群为Fm3c。

金属间化物Nd(Fe_(1-x)Co_x)_(10)V_2的磁性能机制

通过X射线衍射.磁测量和M(?)ssbauer谱测定了Nd（Fe1-Cox）10V2的结构和磁性.结果表明,Nd（Fe1-xCox）10V2（x=0,0.05,0.10,0.15,0.20）化合物的晶体结构均为ThMn12型结构;随着 Co含量x的增大,晶格常数将单调减少.Co原子的替代将导致化合物各个Fe晶位上的磁超精细场值Bhf逐渐增加.Co部分取代Nd（Fe1-xCox）10V2中的Fe原子时.将择优占据8i铁晶位.取向样品NdFe10V2的热磁曲线和变温M(?)ssbauer谱研究结果表明.该化合物在T=120K条件下存在自旋重取向现象.

新型稀土永磁材料Nd_2Fe_(17-x-y)Nb_xAl_y的中子衍射分析及磁性能研究

通过X射线衍射、中子衍射及磁测量等研究了Nb、Al双取代对Nd2Fe17-x-yNbxAly化合物结构和磁性能的协同影响。X射线衍射结果表明,Nd2Fe17-x-yNbxAly的晶胞体积几乎随Al含量的增加而线性增加,当Al含量相同时,Nb的加入引起晶胞体积的增大。中子衍射分析结果表明,Nb优先占据6c晶位,Al优先占据18h晶位。磁测量结果表明,0.0≤y≤3.0时,单取代的Nd2Fe17-yAly化合物的居里温度随Al含量的增加先升高后降低,但双取代的Nd2Fe16.5-yNb0.5Aly化合物的居里温度却随Al含量的增加而线性升高,这表明Nb、Al双取代对磁性能的改善会产生协同效应。

化合物DyMn_6Sn_6的磁晶各向异性及自旋重取向相变研究

采用交换相互作用的分子场理论模型对金属间化合物DyMn6Sn6的自旋重取向相变进行了研究。从理论上计算了DyMn6Sn6的易磁化方向以及Dy和Mn离子磁矩与c轴夹角随温度的变化。基于单离子模型计算了Dy离子的一阶和二阶磁晶各向异性常数K1R和K2R随温度的变化。研究表明,为了很好的描述该化合物的自旋重取向相变,必须考虑Dy离子的四阶晶场项及相应的二阶磁晶各向异性常数K2R、K2R与K1R和Mn离子磁各向异性常数K1t之间的相互竞争是导致DyMn6Sn6自旋重取向相变的重要因素。

三元和四元金属间化物中原子的配位数规律

对不同元素在不同三元和四元金属间化物结构类型中的原子配位环境进行了研究，所涉及的体系包括：１）Ｒ－Ｔ－Ｍ，２）Ｒ－Ｍ′－Ｍ，３）Ｒ－Ｔ－Ｍ′，４）Ｔ－Ｍ′－Ｍ，５）四元化合物（这里Ｒ表示稀土、碱土金属和低族过渡金属元素如Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ等，Ｔ表示高族过渡金属如Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等，Ｍ′表示Ａｌ或Ｇａ，Ｍ表示其它主族元素Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ和Ａｓ）．研究了在３２４种完全有序结构类型中占据２０４６个不同晶体学位置的原子的配位环境，计算了它们的配位数，作出反映不同原子配位数规律的配位数分布直方图。

(Nd_(1-x)Er_x)_3Fe_(27.3)Ti_(1.7)化合物的结构与磁性

通过x射线衍射分析和磁性测量对 (Nd1 -xErx) 3Fe2 7 3Ti1 7化合物的结构与磁性进行了研究 .单相 (Nd1 -xErx) 3Fe2 7 3Ti1 7化合物的成相范围为x =0 0— 0 5之间 ,所有化合物均属于单斜晶系、Nd3(Fe ,Ti) 2 9型结构和A 2 m空间群 .着Er含量的增加 ,(Nd1 -xErx) 3Fe2 7 3Ti1 7化合物的晶胞体积、居里温度TC 和 5K下的饱和磁化强度Ms 均单调减小 ,而 5K下的饱和磁化强度Ms 和Er含量的关系与稀释模型所描述的结果相一致 .(Nd1 -xErx) 3Fe2 7 3Ti1 7化合物从室温的易面转变 5K时的易锥 .室温磁晶各向异性场Ba 随Er含量的增加而减小 ,基于磁晶各向异性的结果 ,给出了 (Nd1 -xErx) 3Fe2 7 3Ti1 7化合物的磁相图 .

稀土Eu对铝/钢液-固复合双金属界面组织及力学性能的影响

研究了稀土元素Eu对Al-7%Si/45^(#)钢液-固复合双金属界面组织的影响,并研究了加入Eu后对Al-7%Si/45^(#)钢双金属界面硬度和结合强度的影响。采用扫描电镜(SEM)对试样微观组织进行观察,采用能谱仪(EDS)等对试样进行成分分析,结果显示:加入稀土元素Eu后,Al-7%Si合金中共晶硅由粗大板片状转变为纤维状,同时金属间化合物层的厚度变薄;加入Eu并未改变界面金属间化合物种类,但是金属间化合物的形貌和尺寸发生改变,Fe_(2)Al_(5)相由舌状变平滑,τ1-(Al,Si)_(5)Fe_(3)相分布区域变窄,铝合金基体中的τ6-Al9Fe_(2)Si_(2)相由粗大针状变为细小针状。EDS面扫描和线扫描结果表明,稀土Eu元素可能抑制了Al和Fe元素的互扩散,阻碍了金属间化合物的凝固生长。稀土Eu元素加入明显提高了铝/钢双金属界面的硬度和结合强度。

金属间化合物DyMn2Ge2的自发磁相变和场诱导的磁相变

在10—800K的温度范围内用X射线衍射方法测量了DyMn2Ge2化合物的晶格常数与温度的变化关系，观察到高温时DyMn2Ge2由顺磁状态到反铁磁状态的自发磁相变伴随着晶格常数a的负的磁弹性异常现象. 在4.2K—200K的温度范围内测量了DyMn2Ge2的交流磁化率. 在交换相互作用的分子场模型近似下，从理论上分析讨论了DyMn2Ge2的低温自发磁相变和场诱导的磁相变. 计算了DyMn2Ge2单晶的磁化强度与温度的变化关系以及不同温度下外磁场沿晶轴c方向时的磁化曲线. 理论分析和计算结果表明，温度低于33K时在DyMn2Ge2中观察到的场诱导的一级磁相变为由亚铁磁状态(Fi)到中间态(IS)相变.

Nd_(0.9)Dy_(0.1)(Fe,M)_(12)N_x粘结磁体及其温度系数的测定

自 Th Mn1 2 型结构的富铁稀土 -过渡元素间化合物及其氮化物 90年代初被北京大学杨应昌教授发现以来 ,一直没有实用化 .作者用 Nd0 .9Dy0 .1 (Fe,M) 1 2 Nx 磁粉制作粘结永磁体 ,发现其 (BH) max=38.5 6 k J/ m3 ,达到实用化的标准 .然后用自制的装置测定其温度系数 ,发现其可逆温度系数比 Sm Co5高 。

化合物HoMn_6Sn_6的磁晶各向异性及自旋重取向相变研究

采用交换相互作用的分子场理论模型对金属间化合物HoMn6Sn6的自旋重取向相变进行了研究.从理论上计算了HoMn6Sn6的易磁化方向以及Ho和Mn离子磁矩与c轴夹角随温度的变化.基于单离子模型计算了Ho离子的一阶和二阶磁晶各向异性常数K1R和K2R随温度的变化.研究表明,为了很好描述该化合物的自旋重取向相变,必须考虑Ho离子的四阶晶场项及相应的二阶磁晶各向异性常数K2R,K2R与K1R和Mn离子磁晶各向异性常数K1t之间的相互竞争是导致HoMn6Sn6自旋重取向相变的重要因素.

耐高温钐钴永磁材料制造技术

成果简介： 耐高温钐钴永磁是一种新型2：17型钐钴稀土永磁材料，这种永磁材料可用于500℃的环境下。永磁材料是指一类磁性材料，这种磁性材料经充磁至饱和，去掉外磁场后，仍然能保留其磁性，又称为硬磁材料或恒磁材料。本项目中的磁性材料是以稀土元素钐与过渡族元素钴所形成的金属间化合物Sm2Co17为基体的永磁材料。

Nd含量对磁控溅射Si(111)/Cr/Nd-Co/Cr薄膜结构与磁性的影响

采用磁控溅射技术制备了系列Si(111)/Cr(10 nm)/NdCox(400 nm)/Cr(10 nm)薄膜,其中,Co/Nd原子比x=2.5~7.2。利用XRD、SEM、AFM/MFM、VSM等手段研究了Nd含量对制备态薄膜垂直磁各向异性(PMA)与磁畴结构及退火态薄膜相结构与磁性的影响规律。结果表明,随着Nd含量的变化,制备态Nd-Co薄膜的垂直磁各向异性能Ku在x=5.2附近存在一个较宽的峰,峰值处Ku=(80±5) kJ/m3。MFM图像的相移均方根偏差(Δφrms)在临界成分χ=5.2处也存在最大值,其成分依赖关系与Ku-x的变化趋势一致。薄膜应力诱导的磁弹各向异性是导致溅射Nd-Co非晶薄膜PMA的主要原因。经过在600℃真空快速退火后,所有薄膜均析出了Nd2Co17、NdCo2、Nd4Co3等金属间化合物,而NdCo5±x相纳米晶只在Nd过量(至少4%,原子分数)的χ=2.5和3.8薄膜中才被观测到,同时还伴随着Nd2Co7共生相的析出。室温磁性测试结果表明,NdCo5±x和Nd2Co7相纳米晶的析出,导致χ=2.5和3.8薄膜面内矫顽力(分别为Hc-in=54和51 kA/m)显著增强;而x≥4.4样品的面内矫顽力保持在低值(Hc-in=4~8 kA/m)范围内。

La_(0.9)R_(0.1)(CO,Fe)_(13)(R=Pr,Nd,Dy,Ho,Yb)合金的XPS研究

稀土元素(R)与过渡金属(T)形成的磁性化合物,长期以来引起人们的重视,对Nd_2Fe_(14)B和Sim_2Fe_(17)Nx进行了大量研究.此外,LaCo_(13)化合物的居里温度高达1318K,居所有R-T化合物之首,饱和磁矩也很大,但为面心立方结构,各向异性能很低,因而对此体系进行的研究相对少一些.尽管如此,依然可以用此体系研究磁性能随成分的变化以及相关问题.