SmFe_(12)基稀土永磁材料结构稳定性和磁性能的第一性原理计算

采用第一性原理计算研究了Co,Ti,Y和Ce 4种元素替代对SmFe_(12)晶胞晶格常数、形成能(△E)和饱和磁矩的影响,阐明1∶12相晶格常数、结构稳定性和饱和磁矩与原子替代的定量关系。在SmFe_(12)晶胞中,随Co元素的添加,晶格常数a,c均增加,形成能升高,磁矩增大;随Ti元素的加入,晶格常数a增加、c减小,形成能降低,磁矩减小;随Y和Ce元素的添加,形成能降低,磁矩增大。Sm(Fe_(1-x-y)Co_(x)Ti_(y))_(12)在0.183≤x≤0.272,0.124≤y≤0.167区间内△E<0;当成分为Sm(Fe_(bal)Co_(0.13)Ti_(0.125))_(12)时,总饱和磁矩最大值为21.5μB。Y和Ce有助于提高1∶12相的稳定性,Y元素对1∶12结构稳定性的作用强于Ce。(Sm_(0.5)Y_(0.5))(Fe_(bal)Co_(0.24)Ti_(0.08))_(12)和(Sm_(0.5)Ce_(0.5))(Fe_(bal)Co_(0.14)Ti_(0.125))_(12)晶胞的总饱和磁矩分别达到30.2和25.4μB。