R2(Fe1-xAlx)14B的内禀磁性和永磁性能(R=Nd和Y)

本文研究了Al在R₂(Fe_1-xAl_x)₁₄B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_16.5B _关键词：     

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。     

赝二元化合物Dy(Fe_(0.9)M_(0.1))_2(M=B,Al,Ga)的磁性研究

研究了赝二元化合物Dy(Fe_(0.9)M(0.1))_2(M=B,Al,Ga)的磁性。M对Fe的置换,使居里温度下降,Fe原子的磁矩改变。矫顽力随温度的降低,增加很快,增加的幅度与M有关。磁化强度的温度关系,在磁场小于临界值时,出现反常和热磁效应。用Fe原子局域环境的变迁和低温下内禀磁硬度的急剧增加,解释了上述现象。     

高性能纳米复合永磁材料的模拟计算研究

构造了在软磁相基体中析出规则形状硬磁相的各向同性和各向异性纳米复合永磁材料Pr2Fe14Bα-Fe.利用微磁学的有限元法，模拟计算了样品的磁滞回线.通过对剩磁、矫顽力和最大磁能积与软磁相厚度的关系分析，发现在软磁相厚度为0—12nm的范围内，复合磁体的矫顽力随软磁相厚度的增加而单调下降，而最大磁能积则是在适当的矫顽力和剩磁下达到最高.预计纳米复合Pr2(Fe,Co)14Bα-(Fe,Co)的各向同性磁体的最大磁能积最高可达248kJ/m3，而各向异性磁体则高达784kJ/m3. 关键词： 纳米复合永磁 矫顽力 剩磁 磁能积     

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。     

YTi（Fe1—xNix）11的晶体结构和内禀磁性

当x<0.7时,YTi(Fe_(1-x)Ni_x)_(11)可形成单相的ThMn_(12)型四方结构,空间群14/mmm。本文研究了以Ni原子代换Fe原子时,对饱和磁矩、磁晶各向异性和居里温度的影响。通过代换研究,并讨论了Fe原子和Ni原子在稀土化合物中所表现的两种不同的特性。稀土-铁(R-Fe)金属间化合物的磁性依赖于Fe-Fe近邻原子的间距和数目;而R-Ni金属间化合物的磁性取决于稀土金属传导电子对Ni的3d能带的影响。为进一步确证这两种原子在稀土化合物中的不同特点,对YTi(Fe_(1-x)Ni_x)_(11)的热膨胀反常行为进行了研究,并用交换作用与原子间距的依赖关系解释了所观测到的反常热膨胀。     

Tb0.3Dy0.6Pr0.1(Fe1-xAlx)1.95合金的磁性、磁致伸缩和穆斯堡尔谱研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.6Pr0.1(Fe1-xAlx)1.95(x=0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3)合金中元素Al替代Fe对结构、磁性、磁致伸缩性能和自旋重取向的影响.测量结果发现,x<0.2时Tb0.3Dy0.6Pr0.1(Fe1-xAlx)1.95合金基本上是纯的单相,x=0.2时出现其他杂相,杂相随Al替代量的增加不断增多.随Al替代量x的增加,点阵常数a接近于线性增大,Curie温度TC逐渐下降,而矫顽力Hc急剧下降.振动样品磁强计(VSM)测量发现,磁化强度M随Al替代量x的变化较为复杂.VSM计和磁致伸缩效应测量共同表明,少量Al的替代有利于降低磁晶各向异性,而且随着Al替代量x的增多磁致伸缩系数快速减小,x>0.15时巨磁致伸缩效应消失.穆斯堡尔效应研究发现,随Al含量的增加Tb0.3Dy0.6Pr0.1(Fe1-xAlx)1.95合金中易磁化轴可能在{110}面逐渐偏离了立方晶体的主对称轴,发生自旋重取向,从而引起合金宏观磁性、磁致伸缩性能的变化.     

稀土含量对速凝工艺制备(Nd,Dy)-(Fe,Al)-B合金结构和磁性能的影响

采用双合金法制备了不同稀土含量的(Nd,Dy)-(Fe,Al)-B合金系列,研究了稀土含量的多寡对薄带和最终烧结磁体的微观结构和磁性能的影响.研究结果表明,适量的稀土含量(～3145%)不仅能改善速凝带主相(Nd,Dy)₂Fe₁₄B的单相性,还有利于富稀土(Nd,Dy)相在晶界的均匀分布.当主相薄带的稀土含量在接近2∶14∶1相稀土含量时,磁体的内禀矫顽力和磁能积显著提高.当稀土含量较少时,对速凝薄带的合适时效热处理将能有效地提高最终烧结NdFeB磁体的磁特性. 关键词： 双相烧结 速凝技术 微观结构 磁性能     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的磁致伸缩、自旋重取向和穆斯堡尔谱研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响.结果发现,x<0.4时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95完全保持MgCl2立方Laves相结构,晶格常量a随Al含量x的增加而增大.磁致伸缩测量发现,随着替代量x的增多磁致伸缩减小,x>0.15时超磁致伸缩效应消失;x<0.15时磁致伸缩在低场下(H≤4kA/m)有小幅增加,高场下迅速减小,而且易趋于饱和,说明添加少量Al有助于减小磁晶各向异性.内禀磁致伸缩λ111随Al替代量x的增加大幅度降低.对于0≤x<0.15,穆斯堡尔效应表明,随Al含量的增加Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中发生了自旋重取向,易磁化方向经历了[111]→[u v 0]→[u v w]的转变.由相对磁化率随温度的变化关系可以看出,Al替代Fe使自旋重取向温度降低.当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相;x>0.15时,合金在室温下呈现顺磁性.     

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。     

Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金的磁致伸缩、自旋重取向和穆斯堡尔谱研究

系统研究了室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35)合金中金属Al替代Fe对晶体结构、磁致伸缩、各向异性和自旋重取向的影响.结果发现,x<0.4时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95完全保持MgCl2立方Laves相结构,晶格常量a随Al含量x的增加而增大.磁致伸缩测量发现,随着替代量x的增多磁致伸缩减小,x>0.15时超磁致伸缩效应消失 x<0.15时磁致伸缩在低场下(H≤4kAm)有小幅增加,高场下迅速减小,而且易趋于饱和,说明添加少量Al有助于减小磁晶各向异性.内禀磁致伸缩λ111随Al替代量x的增加大幅度降低.对于0≤x<0.15,穆斯堡尔效应表明,随Al含量的增加Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中发生了自旋重取向,易磁化方向经历了[111]→[uv0]→[uvw]的转变.由相对磁化率随温度的变化关系可以看出,Al替代Fe使自旋重取向温度降低.当x=0.15时,Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95合金中出现了少量非磁性相 x>0.15时,合金在室温下呈现顺磁性 关键词： 磁致伸缩 立方Laves相 自旋重取向 各向异性 穆斯堡尔谱     

利用Pr_(70)Cu_(30)晶界扩散改善烧结钕铁硼废料矫顽力的研究

钕铁硼磁体制备过程中出现的部分块体废料由于矫顽力较低,性能难以满足使用要求.本文主要通过晶界扩散技术来提高废料磁体的矫顽力.采用Pr_(70)Cu_(30)合金作为扩散介质,对烧结钕铁硼废料磁体进行了晶界扩散处理,研究了扩散温度、扩散时间和回火时间对扩散后的磁体性能的影响.结果显示,800℃下扩散3 h,磁体的矫顽力从原来的7.88 kOe(1 Oe=79.5775 A/m)提升至11.55 kOe,提升幅度为46.6%,同时剩磁没有明显降低.扩散后回火对矫顽力的提升有一定的作用.800℃下扩散4h后的磁体在500℃回火3h后,最高矫顽力可达11.97 kOe,比原磁体废料提高了51.9%,接近成品磁体的水平.显微组织分析证实了晶界扩散的作用.扩散处理后的磁体中,主相晶粒间形成了连续晶间相,起到有效的磁隔离作用,有利于矫顽力的提高.研究还发现,Pr_(70)Cu_(30)晶界扩散虽然可以使磁体腐蚀电位上升,但也会增加腐蚀电流密度,不利于磁体抗腐蚀性的改善.本文工作对于提高材料的成品率具有重要意义.     

磁感应强度和冷却速率对Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.95)合金凝固过程中取向行为的影响

实验研究了磁感应强度和冷却速率对Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.95)合金凝固过程中(Tb,Dy)Fe_2相取向行为及合金磁性能的影响.结果表明,将强磁场作用于Tb_(0.27)Dy_(0.73)Fe_(1.95)合金的凝固过程可以制备出(Tb,Dy)Fe_2相沿111取向的组织,同时显著提高了合金的磁致伸缩性能;通过提高磁感应强度可以在更快的冷却速率下得到111取向的组织;在4-10 T范围内,随着冷却速率的增加,(Tb,Dy)Fe_2相沿111取向所需的磁感应强度增加,而发生(110)取向的磁感应强度减小.随着冷却速率的增加,合金的饱和磁化强度增加,而强磁场的施加对合金饱和磁化强度的变化没有明显影响.(Tb,Dy)Fe_2相的取向行为受*Tb,Dy)Fe_3相取向行为的影响,且由磁晶各向异性能与磁场作用时间共同控制.     

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。     

c轴垂直取向FePt薄膜的磁和磁光性能研究

采用直流磁控溅射的方法在氧化镁(100)单晶基板上生长了一系列c轴垂直取向的FePt薄膜,通过改变沉积时的基板温度,薄膜从Fe,Pt原子无序排列的面心立方结构逐渐变化到有序排列的L10相面心四方结构.在此基础上,系统研究了FePt薄膜的化学有序度对磁和磁光性能的影响.随着有序度的增加,FePt薄膜的磁晶各向异性能,以及沿垂直方向的矫顽力、剩磁比均增加,在基板温度高于530℃时制备的薄膜中的磁晶各向异性能超过1J/cm3.同时,还观察到有序FePt合金薄膜的磁光克尔光谱(克尔转角的大小和极值所对应的跃迁光子能量)随化学有序度的显著变化.     

非晶Nd_3Fe_(81)B_(16)合金的晶化及其对磁性和Mssbauer谱的影响

本文报道利用单辊方法制备的非晶Nd_3Fe_(81)B_(16)合金的晶化及其对磁性和Mossbauer谱的影响。发现在非晶Fe_(81)B_(19)合金中用3at％Nd取代B,使非晶Fe_(81)B_(19)合金的晶化温度提高88℃。在适当的退火条件下晶化后样品在室温下的磁性是:σ_2=189emu/g,σ_r/σ_5=0.7,_iH_c=2.15kOe,B_r≈12kG,_bH_c=2kOe,(BH)_(max)≈8MGOe。与目前广泛使用的六角铁氧体相比,_bH_c相近,但B_r和(BH)_(max)远比六角铁氧体高。这种材料仅含有少量的Nd,因此可能开发为一种新的廉价永磁材料。本文对少量Nd的添加对非晶FeB合金的晶化温度,磁性和Mossbauer谱的影响进行了讨论。初步探讨了高矫顽力的来源,认为它的磁化和反磁化过程可以用畴壁钉扎理论解释。     

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。     

非晶态Fe_(90-x)Mn_xZr_(10)合金的磁性

本文报道用单辊急冷方法制备的非晶态合金Fe_(90-x)Mn_xZr_(10)(x=0,4,6,10,15)的磁性,讨论了样品中每个原子的平均磁矩和居里温度T_c随Mn含量x的变化以及类自旋玻璃特性,给出了非晶态Fe_(90-x)Mn_xZr_(10)合金的磁相图。观察到非晶态Fe_(84)Mn_6Zr_(10)合金晶化后的热磁曲线呈不可逆变化。这一现象来自于样品中存在α→γ相(高温)和γ→α相(低温)的转变。     

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。     

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。