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新型稀土过渡族金属间化合物结构和磁性的研究

罗鸿志  
【摘要】:本文利用电弧炉熔炼的方法制备了制各了R_3Fe_(29-x)M_x和R_3Fe_(29-x-y)Co_xM_y化合物(R=Nd,Y,Er,M=Cr,V,Ti,Mn,Ga,Nb)样品和部分样品的碳化物。利用X射线衍射和磁性测量等多种手段研究了重稀土Er替代轻稀土Nd时3:29相的成相规律、晶体结构和磁性的变化。此外还研究了用Y替代Nd_3Fe_(25)Cr_4中Nd对结构和各向异性的影响和间隙原子C对Er_3Fe_(29-x-y)Co_xM_y化合物磁性的影响。 研究了Nd_3Fe_(29-x)Cr_x化合物中Cr的溶解度范围和稳定元素Cr含量对其结构和磁性的影响,同时还研究了(Nd_(1-x)Er_x)_3Fe_(25)Cr_(4.0)系列化合物的结构和磁性。发现在Nd_3Fe_(29-x)Cr_x化合物中Cr的溶解度为4.0≤x≤5.5。在(Nd_(1-x)Er_x)_3Fe_(25)Cr_(4.0)系列化合物中,发现当0≤x≤0.8时化合物保持Nd_3(Fe,Ti)_(29)型结构,当x=0时,Nd_3Fe_(25)Cr_(4.0)化合物的易磁化方向靠近[040]方向,但略微偏离1:5结构的基面,随Er含量的增加,(Nd_(1-x)Er_x)_3Fe_(25)Cr_(4.0)化合物的易磁化方向从靠近[040]方向转向靠近[402]方向。当0.8x≤1.0时,(Nd_(1-x)Er_x)_3Fe_(25)Cr_(4.0)化合物转变为哑铃对Fe-Fe无序替代Th_2Ni_(17)结构。 研究了Er_3Fe_(29-x)Cr_x化合物(0≤x≤4)的结构和磁性随Cr含量的变化,合成了一系列其它Er_3(Fe,M)_(29)(M=V,Ti,Mn,Ga,Nb)化合物并研究了其晶体结构变化。结果发现,Fe基Er_3(Fe,M)_(29)化合物都倾向形成哑铃对Fe-Fe无序替代的Th_2Ni_(17)型结构(P63/mmc空间群)而不形成Nd_3(Fe,Ti)_(29)结构。 合成了Er_3Fe_(29-x-y)Co_xV_y化合物(0≤x≤22)并研究了其结构与磁性随Co含量的变化。结果表明,在x3时,Er_3Fe_(29-x-y)Co_xV_y形成哑铃对Fe-Fe无序替代Th_2Ni_(17)型结构;而在6≤x≤12时,化合物的XRD谱发生明显变化,结合热磁分析可以认为这可能是一个新的重稀土3:29相。Er_3Fe_(19.5)Co_6V_(3.5)在室温可能为单轴各向异性,随Co含量的增加,化合物变为面各向异性。在x=6,8,10的化合物中发生自旋重取向。Er_3Fe_(29-x-y)Co_xV_y的饱和磁化强度M_s随Co和V含量增加单调下降。随Co含量增加居里温度先提高后随Co、V含量继续增加开始下降。 合成了Er_3Fe_(19.5)Co_6V_(3.5)C_x(0≤x≤1.0)间隙化合物并研究了其结构与磁性的变化。在0≤x≤1.0的范围内,Er_3Fe_(19.5)Co_6V_(3.5)C_x均可形成单相化合物,且保持重稀土3:29结构。随着C含量的增加,化合物的居里温度明显提高,在x=0.75达到最大值,以后基本不变,饱和磁化强度M_s的变化规律与之相同。在0≤x≤1.0的所有化合物中均有自旋重取向发生,随着C含量的增加,自旋重取向温度T_(sr)单调降低。 研究了(Nd_(1-x)Y_x)_3Fe_(29-y)Cr_y化合物(x=0-1,y=4-1.5)的结构与磁性,特别是磁晶各向异性随Y替代Nd时的变化。结果表明所有样品在适当温度退火均可形成Nd_3(Fe,Ti)_(29)型3:


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