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：     

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。     

Nd—Fe—C（或 BC）三元化合物的晶体结构与磁性

本文中研究了从Nd_(14)Fe_(78)B_8过渡到Nd_(14)Fe_(78)C_8时化合物的晶体结构与内禀磁性。指出轻稀土-Fe-C化合物形成P42/mnm型四方结构的结晶学条件在于适当的热处理温度。在Nd_(14)Fe_(78)B_(8-x)C_x系列中,随着C含量的增加,居里温度略有减少,饱和磁化强度σ_3出现一个平缓的峰值变化,室温下的剩磁σ_r、内禀矫顽力_iH_c和磁晶各向异性场H_a都明显增大。含碳样品的各向异性行为与Nd-Fe-B相似,室温下易磁化方向沿e轴,低温下易轴各向异性转变成易锥型。自旋再取向温度随C的增加逐渐降低,但1.5K下的锥角有轻微的增大,这表明在Nd和Fe次晶格的各向异性之间存在着复杂的耦合。此外,适当富Nd的Nd-Fe-C化合物有强的各向异性。     

核((Nd_(0.7),Ce_(0.3))_2Fe_(14)B)-壳(Nd_2Fe_(14)B)型磁体反磁化的微磁学模拟

以核((Nd_(0.7),Ce_(0.3))_2Fe_(14)B)-壳(Nd_2Fe_(14)B)型晶粒为研究对象,利用C++语言进行编程建模,通过微磁学模拟软件OOMMF进行计算仿真,系统讨论了核的尺寸、壳层厚度以及壳层分布对单晶粒磁体反磁化过程的影响.对于核((Nd_(0.7),Ce_(0.3))_2Fe_(14)B)-壳(Nd_2Fe_(14)B)型晶粒,当壳层厚度不变时,矫顽力随核的尺寸增加而单调递减.当核的尺寸不变时,壳层厚度的增加使得矫顽力先增加后降低.当核的尺寸不变,壳层总体积也不变时,壳层的不同分布会影响矫顽力的大小,其中当壳层仅平均分布于核的z面(垂直于z轴的两个面)时,矫顽力达到最大值.     

Y_2(Fe_(1-x)Si_x)_(14)B的中子衍射研究

Nd_2Fe_(14)B是一种磁能积很高的优良的永磁材料,但在实用上稍嫌它的居里温度低了一点。为了提高它的居里温度,人们曾用某些元素替代其中的一些铁作了尝试。文献[9]及我们最近的实验表明:用硅代替部分铁之后,材料的居里点都获得了提高。本文用中子衍射法研究了Si在Y_2Fe_(14)B中的占位情况,以了解Si对磁性能产生的影响。中子衍射的结果表明:Si择优地占据c,j_1及k_2晶位。最后,用磁交换作用对结果进行了讨论。     

交换耦合作用对纳米复合永磁材料有效各向异性的影响

以Nd_2Fe_(14)B/α-Fe纳米复合永磁材料为例,采用立方体晶粒结构模型,研究了单个晶粒中存在不同耦合状态时,有效各向异性随晶粒尺寸的变化关系.采用边界值不为零的变化函数研究了耦合部分各向异性随耦合长度的变化.计算结果表明:当两相耦合时,软磁晶粒的有效各向异性随晶粒尺寸的增加而减小,硬磁晶粒的有效各向异性随晶粒尺寸的增加而增加.对于存在软、硬两相的复合磁体,为保证较高的有效各向异性值,晶粒尺寸应保持在25nm左右.     

R_2(Fe_(1-x)Al_x)_(14)B的内禀磁性和永磁性能(R=Nd和Y)

本文研究了Al在R_2(Fe_(1-x)Al_x)_(14)B多元合金中的固溶度(R=Nd和Y),当x<0.1时,可形成四方结构。研究了在此类合金中,饱和磁化强度、居里温度、磁晶各向异性等内禀磁性,以及矫顽力和磁能积等永磁性能随Al含量的变化。发现以Al代换Fe时,使铁次点阵的磁晶各向异性出现极值;同时以Al代换Fe时,可使磁体的矫顽力显著提高。以Co和Al同时对Fe进行代换,制造成分约为Nd_(16·5)B_7(Fe_(1-x-y)Al_xCo_y)_(76.5)的磁体,既可提高居里温度,又可提高矫顽力,从而可以改善具有高磁能积磁体的温度性能和减少磁体的总损失。     

新型金属间化合物Sm(TiFe)_(12)的结构与磁性

SmTiFe_x(x的数值为8—11)可形成稳定的金属间化合物,经测定,晶体结构属于ThMn_(12)型四方结构,空间群为14/mmm,本文着重分析了Sm(TiFe)_(12)和Gd(TiFe)_12的结构和磁性。Sm(TiFe)_(12)具有很强的单轴磁晶各向异性,易磁化方向为c轴,居里温度610K。通过对Gd(TiFe)_(12)磁性的研究,进一步分析了在Sm(TiFe)_(12)中Sm和Fe次晶格的各向异性,实验结果表明,Sm和Fe次晶格都具有单轴磁晶各向异性,易磁化方向皆沿c轴。这是继Nd_2Fe_(14)B型永磁体以后发现的又一种具有单轴磁晶各向异性的三元稀土-铁金属间化合物。     

Nd_2Fe_14_B化合物磁晶各向异性起源的理论研究

本文根据Nd_2Fe_14_B化合物中存有少量巡游电子的基本实验事实, 提出了在Nd_2Fe_14_B 中配位子所产生的晶场和巡游申子所产生的电场共同造成了N d 离子磁犯各向异性的理沦模型.提出并解决了计算巡游电子同中心Nd 离子相互作用的理论方法.在同时考虑Nd 离子所受配位子的晶场和巡游电子的电场的作用情况下, 用单离子模型计算了Nd_2Fe_14_B中Nd 离子所产生的磁晶各向异性及其随温度的变化. 所得的K-T , K-T 关系与实验符合得很好. 这一结果还同时解释了这种材料在低温下所存在的自旋重取向现象.人此可以认为, 这一模型本上揭示了Nd_2Fe_14_B 中Nd 离子磁品各向异性的起源。 关键词：     

R_2Fe_(14)B(R=Ce,Pr,Gd)磁晶各向异性常数K_1,K_2随温度的变化

本文在1.5—300K温度范围内测量了R_2Fe_(14)B(R=Ce,Pr,Gd)各向异性常数K_1,K_2和各向异性场H_A随温度的变化。同时用单离子模型计算了Pr~(3 )离子对Pr_2Fe_(14)B磁晶各向异性的贡献,得到与实验值半定量符合的结果。     

Ni对Fe_3Si化合物硬度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、电子结构、力学常数和布局分析研究了Ni浓度和烧结温度对Fe_3Si化合物硬度的影响.结果表明Ni含量为3.125at.%时,化合物具有最小硬度值.进一步增加Ni浓度,其硬度增大,B/c44比值先增加后减小,而G/B比值先减小后增加.但当浓度超过6.25at.%后,不仅不能改善Fe_3Si脆性,反而使合金脆化程度加剧,说明适当添加Ni可韧化Fe_3Si化合物.烧结温度较低时,电子结构对Fe_3Si化合物硬度的影响占主导作用,随烧结温度的升高,先析出的晶粒迅速长大,Ni含量对化合物硬度的影响有所减弱,微观组织结构的影响大于电子结构.     

R_(13)Fe_(74)Si_(13)三元合金的结构与磁性

本文对R_(13)Fe_(74)Si_(13)(R=Ce,Pr,Nd,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Y)三元合金的结构和磁性进行了研究。结果表明,R_(13)Fe_(74)Si_(13)的主相为R_2(Fe_(0.85)Si_(0.15)_(17)赝二元金属间化合物,而不出现类似于R_2Fe_(14)B的三元金属间化合物。Si原子可能择优取代R_2Fe_(17)中的Fe原子(Th_2Zn_(17)中的9d位或Th_2Ni_(17)中的6g位)。R_(13)Fe_(74)Si_(13)的居里温度比相应的R_2Fe_(17)有所提高。观察了R_(13)Fe_(74)Si_(13)的饱和磁化强度以及室温下的各向异性。本文还从多晶样品磁矩变化模型,根据提拉样品法的低温测量结果,初步定性地分析了R_(13)Fe_(74)Si_(13)低温下磁结构的变化。     

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。     

Effects of underlayer materials and substrate temperatures on the structural and magnetic properties of Nd2Fe14B films

Thin films of Nd_2Fe_{14}B were fabricated on heated glass substrates by dc magnetron sputtering. Different material underlayers (Ta, Mo, or W) were used to examine the underlayer influence on the structural and magnetic properties of the NdFeB films. Deposited on a Ta buffer layer at 420℃, the 300 nm thick NdFeB films were shown to be isotropic. But when the substrate temperature T_s was elevated to 520℃, the Nd_2Fe_{14}B crystallites of (00l) plane were epitaxially grown on Ta (110) underlayer. In contrast, Mo (110) buffer layer could not induce any preferential orientation in NdFeB film irrespective of the substrate temperature or film thickness. The W buffer layer was found to be most effective for the nucleation of Nd_2Fe_{14}B crystallites with c-axis alignment perpendicular to the film plane when T_s<490℃. But at T_s=490℃ the magnetic layer became isotropic. The maximum coercivity obtained was about 995 kA/m for the 100nm film deposited on W underlayer at 490℃. These variations were tentatively explained in terms of the lattice misfit between the underlayer and the magnetic layer, combined with the considerations of underlayer morphologies.     

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。     

Sm3（F3,Co,Mn）29 compounds：promising materials for permanent magnets

The outstanding hard-magnetic properties are reported of Sm_3Fe_{28.1-x}Co_xMo_{0.9} compounds with x=12, 14, 16. In this alloy system, only a small amount of Mo is needed to stabilize the 3:29 structure so that the magnetic properties are not seriously affected by the presence of this nonmagnetic element. Substitution of Co for Fe leads to a significant increase of the magnetic anisotropy, and for x≥14 the easy magnetization direction changes from easy plane to the easy axis. In this alloy system, the compound Sm_3Fe_{12.1}Co_{16}Mo_{0.9} is a very promising candidate for permanent magnet applications. Its room temperature saturation magnetization (μ_0M_s=1.5 T) and anisotropy field (B_{an}=6.5 T) are comparable to the values for Nd_2Fe_{14}B (μ_0M_s=1.6 T and B_{an}=7 T). However, the Curie temperature of Sm_3Fe_{12.1}Co_{16}Mo_{0.9} is 1020 K, which is appreciably higher than that for Nd_2Fe_{14}B (T_C=588 K).     

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.     

快淬(Er_(l-x)Sm_x)_2Fe_(17)C_y化合物的结构与磁性

用快速急冷方法制备了(Er_(1-x)Sm_x)_2Fe_(17)C_y(x≤0.8,1.5≤y≤2.5)化合物,它们具有菱方Th_2Zn_(17)型结构,并且在高温是稳定的。与相应的不含C的(Er_(1-x)Sm_x)_2Fe_(17)化合物比较,当C含量y=2.5时,引起单胞体积增加～6.3％,居里温度增加约330—360K,并使室温饱和磁化强度显著提高。当y≥1.5时,含Sm样品在室温时均显示出轴各向异性,(Er_(0.2)Sm_(0.8)_2Fe_(17)C_(1.5)化合物的室温各向异性场H_α=8T。     

Si1-xGex合金半导体中CiCs和CiOi缺陷随Ge含量的变化

采用从头计算(ab initio)的方法对Si和Si1-xGex合金半导体材料中CiCs 缺陷的性质进行探讨,同时也对比调查了CiOi 缺陷在Si和Si1-xGex合金中的性质. 在不同Ge含量的Si1-xGex合金中CiCs和CiOi缺陷的结构都具有较好的稳定性;从能量学角度,Ge原子不能与C或O原子直接成键. CiCs缺陷的A型和B型结构在Si1-xGex合金中表现出的行为基本类似,但是A型结构随着Ge含量的增加形成能逐渐减小,结构越来越稳定,而B型结构的形成能先有所下降后逐渐增加;A型和B型结构的能量差值随着Ge含量的增加先在小范围内变化后迅速下降. CiOi缺陷形成能的变化特征较为复杂. 纯Si体系在1000K及以上温度的等温退火过程中,CiCs缺陷的A型结构会向B型结构转变;Si1-xGex合金在进行等温退火时CiCs缺陷的A型结构的变化特征与退火温度、Ge含量和Ge取代的位置等因素有关.     

阎隙碳原子对Er_2Fe_(17)Cx化合物结构与磁性的影响

利用快淬手段获得高碳含量的Er_2Fe_(17)C_x单相化合物,系统研究了Er_2Fe_(17)C_x(x=0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,2.8和3.0)的结构、相稳定性及内禀磁性,讨论了间隙碳原子对化合物中原子磁矩、交换作用和各向异性的影响,同时用~(57)Fe穆斯堡尔效应分析了化合物中各个铁晶位的超精细场随碳含量的变化。