Ni对Fe_3Si软磁体磁性能影响的微观组织结构和电子结构研究

采用实验和第一性原理方法,从微观组织结构和电子结构研究了Ni浓度和退火时间对Fe_3Si软磁体磁性能的影响.结果表明Ni含量为3.125at.%时,软磁体具有最大的饱和磁化强度和最低的矫顽力值.但当浓度超过9.375at.%后,软磁体的饱和磁化强度减小,而矫顽力增大,说明适当添加Ni可提高Fe_3Si软磁体的磁性能.Ni元素从微观组织结构和电子结构两方面均对软磁体的磁性能产生较大的影响.     

Si对Nd_2Fe_(14)B四方相结构和磁性的影响

本文对Si加入Nd_2Fe_(14)B四方相后所形成的合金相的结构和磁性进行了研究。结果表明,Si加入Nd_2Fe_(14)B四方相后并不破坏它的结构(Si的含量可达B的两倍),而形成Nd_2(Fe,Si)_(14)B赝三元金属间化合物。随着Si含量的增加,晶格常数和饱和磁化强度随之减小,但居里温度则随之增加。Si的加入,并不改变Nd_2Fe_(14)B的室温各向异性的方向和大小,但对低温下的各向异性影响很大,使易磁化锥面与c轴的夹角增大。     

沉积温度对钛硅共掺杂类金刚石薄膜生长、结构和力学性能的影响

采用中频磁控溅射Ti80Si20复合靶在单晶硅表面制备了共掺杂的类金刚石薄膜.研究了沉积温度对薄膜生长速率、化学成分、结构、表面性质和力学性能的影响.结果表明:随沉积温度升高,薄膜生长速率降低,薄膜Ti和Si原子浓度增加,C原子浓度降低;在高温下沉积的薄膜具有低sp3C含量、低表面接触角、低内应力和高的硬度与弹性模量.基于亚表层注入生长模型分析了沉积温度对薄膜生长和键合结构的影响,从薄膜生长机制和微观结构解释了表面性质和力学性能的变化.     

Nd_2(Fe,Si)_(17)合金的结构与磁性

本文对Nd-Fe-Si三元系富铁区域相的结构和磁性进行了研究。结果表明,Nd-Fe-Si三元系富铁区域(Fe>40at％), 除出现NdFe_2Si_2三元金属间化合物外(Si>20at％),同时只出现Nd_2(Fe,Si)_(17)赝二元金属间化合物,其中Si取代9d位的Fe原子,而不能形成类似于Nd_2Fe_(14)B的三元金属间化合物,Si取代Nd_2Fe_(17)中的9d位Fe原子后,使晶胞体积缩小;使饱和磁化强度减小;同时使Fe次晶格的铁磁相互作用增强,导致居里温度增高;还使得Fe次晶格的易面各向异性减弱,造成室温下各向异性场减小。     

Ho2(Co,Si)17化合物的结构与磁晶各向异性

用三弧Czochralski法和真空电弧熔炼法制备了Ho2Co17-xSix化合物.通过X射线衍射和磁性测量手段研究了化合物的结构与内禀磁性.重点讨论了磁晶各向异性和自旋重取向转变.实验结果表明,Ho2Co17为Th2Ni17型六角结构,在05≤x≤3的化合物均为Th2Zn17型菱方结构,能够获得单相2∶17型化合物的最大Si含量是x=3.在x≤2的浓度范围,化合物的易磁化方向垂直于c轴.随Si含量增加,化合物的居里温度和Co原子平均磁矩单调减少.根据Ho2Co17-xSix化合物的居里温度和自旋重取向温 关键词：     

Fe-Si合金结构和电子性质的第一性原理计算

本文采用第一性原理计算方法系统研究了Fe-Si合金的几何结构和电子结构。计算结果表明,优化后得到的晶格参数与实验值基本一致,铁硅合金的密度随着铁含量的增加而增加。计算获得了Fe-Si合金的能带结构,结果显示四方FeSi_2、六方Fe_5Si_3、三方Fe_2Si、立方Fe_(11)Si_5、立方Fe_3Si呈现金属性,而FeSi和正交FeSi_2是半导体。最后,通过状态密度图分析了四方FeSi_2和正交FeSi_2的电子结构。     

组合结构化合物Ho2Ni7-xFex(x=0-3.0)的晶体结构、结构转变和磁性

在金属间化合物的结构演变中,原子尺寸因素起着重要的作用.由于密堆积效应,不同原子半径比的元素往往形成不同的结构.而自由电子填充于原子构成的晶体结构的间隙中,它对化合物的结构也有影响.基于组合结构化合物Ho2Ni7-xFex,结合原子尺寸与自由电子对晶体结构的不同影响,文章探讨一种单位体积内自由电子浓度的经验方法来判断Ho2Ni7-xFex化合物中两种异构体间的转变.随着Fe含量的增加,Ho2Ni7-xFex化合物先结晶成Gd2Co7型三方结构,然后结晶成Ce2Ni7型六方结构.利用Rietveld精修技术和磁测量,获得了化合物的晶体结构参数和饱和磁化强度.化合物晶胞常数随Fe含量增加而增加,饱和磁化强度则随之减少(dMs/dx=-2).分析结果表明,单位体积内自由电子浓度更高,化合物形成三方结构,反之则形成六方结构.     

Fe_9Si的电子结构及铁磁性质的第一性原理研究

采用第一性原理的密度泛函理论(Density Functional Theory)赝势平面波方法,对Fe_9Si的电子结构和铁磁性质进行理论计算.计算结果表明:(1)Fe_9Si具有负的形成热-0.1094 eV/atom,结合能5.124eV/atom,表明Fe_9Si合金具有强结合力和结构稳定性;(2)Fe_9Si具有典型的金属能带特征,穿过Fermi能级的能带最主要是Fe的3d态电子的贡献,其次是来自Si的3p态电子的贡献.结合键不是单一金属键,而是金属键和共价键组成的混合键;(3)Fe_9Si的铁磁性主要来自Fe原子的未满层壳的3d态电子的自旋.计算结果为Fe_9Si铁磁性材料的设计与应用提供了理论依据.     

Mn掺杂对半金属铁磁体Fe_2Si电磁特性的影响

此文用基于密度泛函理论第一性原理的贋势平面波方法,计算了Fe_2Si及Mn掺杂Fe_2Si体系的能带结构、电子态密度和磁学特性,分析了不同位置Mn掺杂对Fe_2Si电磁特性的影响,获得了纯的和不同位置Mn掺杂的Fe_2Si体系是铁磁体,自旋向上的能带结构穿过费米面表现金属特性,纯Fe_2Si的半金属隙为0.164e V;Mn掺杂在Fe1位时,自旋向下部分转变为A-M间的间接带隙半导体,体系呈现半金属特性,此时磁矩为2.00μB,是真正的半金属性铁磁体;掺杂在Fe2位时,自旋向下部分的带隙值接近于0,体系呈现金属特性;掺杂在Fe3位时,自旋向下部分转变为L-L间的直接带隙半导体,体系呈现半金属特性等有益结果 .自旋电荷密度分布图表明Mn原子的3d电子比较局域,和周围原子成键时3d电子更倾向于形成共价键.体系的半金属性和磁性主要来源于Fe-3d电子与Mn-3d电子之间的d-d交换,Si-3p电子与Fe、Mn-3d电子之间的p-d杂化.这些结果为半金属铁磁体Fe_2Si的电磁调控提供了有效的理论指导.     

高压下非晶Fe_(82)Si_4B_(14)合金的晶化

研究高压对非晶Fe_(82)Si_4B_(14)合金晶化过程的影响,给出常压下与77kbar下的时间-温度-变态图(即T-T-T图)。结果表明:合金晶化温度的压力梯度值随晶化进行的时间长短而改变。常压下晶化时,bcc-Fe(Si)固溶体相先形成;77kbar下晶化时,DOe型Fe_3B与bcc-Fe(Si)固溶体相同时出现。     

Mn/Cr掺杂对Ni-Fe-Ga合金相变和磁性转变的影响

系统研究了Mn和Cr元素掺杂对Ni_(55)Fe_(18)Ga_(27)合金马氏体相变温度和居里温度的影响.研究表明:随着Mn含量的增加,Ni_(55-x)Mn_xFe_(18)Ga_(27)系列合金的马氏体相变温度逐渐降低,居里温度有所增加;Ni_(55)Fe_(18-x)Mn_xGa_(27)系列合金的马氏体相变温度也逐渐降低,但居里温度变化并不明显.随着Cr含量的增加,Ni_(55-x)Cr_xFe_(18)Ga_(27)系列合金的马氏体相变温度明显降低,居里温度则小幅度降低;Ni_(55)Fe_(18-x)Cr_xGa_(27)系列合金的马氏体相变温度和居里温度均有规律的降低.     

Magnetocaloric effects in Mn1.35Feo.65P1-xSix compounds

The structural and magnetocaloric properties of Mn1.35Fe0.65P1-xSix compounds are investigated.The Sisubstituted compounds,Mn1.35Fe0.65P1-xSix with x = 0.52,0.54,0.55,0.56,and 0.57,are prepared by high-energy ball milling and the solid-state reaction.The X-ray diffraction shows that the compounds crystallize into the Fe 2 P-type hexagonal structure with space group P■2m.The magnetic measurements show that the Curie temperature of the compound increases from 253 K for x = 0.52 to 296 K for x = 0.56.The isothermal magnetic-entropy change of the Mn1.35Fe0.65P1-xSix compound decreases with the Si content increasing.The maximal value of the magnetic-entropy change is about 7.0 J/kg·K in the Mn1.35Fe0.65P0.48Si0.52 compound with a field change of 1.5 T.The compound quenched in water possesses a larger magnetic entropy change and a smaller thermal hysteresis than the non-quenched samples.The thermal hysteresis of the compound is less than 3.5 K.The maximum adiabatic temperature change is about 1.4 K in the Mn1.35Fe0.65P0.45Si0.55 compound with a field change of 1.48 T.     

Effect of alloying contents and processing factors on the microstructure and homogenization of Si alloyed Cr–Mo sintered steels

Fe–Si alloys are of significant commercial and academic interests, due to the large diversity of their physical properties. In practice, alloy powders are unsuitable because of their hardness, poor compactibility and resulting excessive tool wear. Therefore the powder mixture route is suitable as alloying technique. The properties of the Fe–Si sintered materials depend strongly on the influence of the element Si and content of it, which influence mainly the compactibility and the sintering behaviour as well as sintering parameters such as the optimum temperature. In this study, Cr–Mo prealloyed steel powders with different Si contents were prepared by powder mixture route. Mixed powders compacted under pressing pressure of 600 MPa, and then sintered at 1120 and 1250 °C. It was found out that in Si alloyed Cr–Mo steels sintered at higher temperatures such as 1250 °C, an intermediate liquid phase appeared and caused extreme shrinkage and distortion, but strongly accelerated sintering and had a beneficial effect also on homogenization.     

Si含量对高锰硅化合物相组成及热电性能的影响研究

采用高频感应熔融、退火结合放电等离子烧结方法制备高锰硅(HMS)化合物MnSi1.70+x(x=0,0.05,0.1,0.15),系统研究了Si含量变化对材料相组成、微结构和热电性能的影响规律.结果表明,当x0.1时,样品由HMS和贫Si的MnSi金属相两相组成,随着Si含量x的增加,MnSi相相对含量减小;当x=0.1时,所得样品为单相HMS化合物;当x0.1时,样品由HMS和过量Si两相组成.随着x的增加,由于样品中高电导的金属相MnSi含量逐渐减少,样品的电导率逐渐下降,而Seebeck系数随之增加.室温下样品载流子浓度和有效质量随x增大逐渐减小,而迁移率逐渐增加.MnSi和Si杂相与HMS相比均为高热导相,因此当x=0.1时,由于样品为单相HMS,从而表现出最低热导率和最高ZT值.MnSi1.80样品在800K时热导率最小值达到2.25W·m-1K-1,并在850K处获得最大ZT值(0.45).     

溶胶-凝胶法制备Li1.0Nb0.6Ti0.5O3:Eu3+红色荧光粉

采用溶胶-凝胶法制备Li_1.0Nb_0.6Ti_0.5O₃：Eu³⁺红色荧光粉，讨论了煅烧温度、煅烧时间以及Eu³⁺掺杂浓度对样品发光性能的影响。通过XRD、荧光光谱分别对样品的性能进行表征，结果表明：样品的晶相结构为"M-相（M-phase）"。在466 nm蓝光激发下，合成的荧光粉具有橙光（593 nm）和红光（612 nm）发射。发光强度随着煅烧温度的升高先增大后减小，最佳的煅烧温度为850℃。同时，随着煅烧时间的增加，发光强度先增大后减小，最佳煅烧时间为6 h。当Eu₂O₃掺入质量分数为2.5%时，样品的发光强度达到最大。Li_1.0Nb_0.6-Ti_0.5O₃：Eu³⁺红色荧光粉在白光LED的应用中具有潜力。     

放电等离子烧结制备纳米Ni块体材料

 采用自悬浮定向流法制备纳米Ni粉体,利用放电等离子烧结技术制备出了直径10 mm、厚2 mm,致密度为96.8 %,显微硬度为4.17 GPa的纳米块体材料。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和显微硬度计分析了烧结块体样品的相组成、晶粒尺寸、微观形貌和显微硬度。研究表明：随烧结温度的升高,块体样品的致密度和晶粒尺寸增大,当烧结温度为650 ℃时,致密度最高,晶粒尺寸为44.8 nm;显微硬度随烧结温度的增高先增大后减小,当烧结温度为550 ℃时,显微硬度最大为4.33 GPa;较高烧结温度下,断口微观形貌的纳米级韧窝出现,显示了韧性断裂的特征。     

Si对Nd2Fe14B四方相结构和磁性的影响

本文对Si加入Nd₂Fe₁₄B四方相后所形成的合金相的结构和磁性进行了研究。结果表明,Si加入Nd₂Fe₁₄B四方相后并不破坏它的结构(Si的含量可达B的两倍),而形成Nd₂(Fe,Si)₁₄B赝三元金属间化合物。随着Si含量的增加,晶格常数和饱和磁化强度随之减小,但居里温度则随之增加。Si的加入,并不改变Nd₂Fe₁₄B的室温各向 关键词：     

金属间化合物Ho2Co17-xSix的结构和磁性研究

研究了非磁性原子Si替代Co对Ho2Co17金属间化合物结构和磁性的影响。X射线衍射结果表明,所有Ho2Co17-xSix（x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0）化合物都为Th2Ni17型六角结构;化合物的晶格常数和单胞体积都随Si含量的增加而呈线性下降。磁性测量结果表明,Ho2Co17-xSix化合物的饱和磁化强度随Si含量的增加而呈线性下降。从热磁曲线测量观察到,Ho2Co17-xSix化合物在x=0.5时可能呈面各向异性,当0.5≤x≤3.0时出现由易面到易轴的自旋重取向,自旋重取向温度Tsr随Si原子含量的增加先下降,而后双上升,在x=2.5处出现最低点。