金屬間化合物Nd(Fe-,1-x-Co-,x-)-,10-V-,2-的自旋重取向和微波磁性研究.pdf

1、傳統(tǒng)的高頻磁性材料的仞始磁導(dǎo)率和共振頻率的乘積遵從Snoek極限，逐漸難以滿足更高頻率下對(duì)材料的要求。本文提出具有平面各向異性的稀土-3d過(guò)渡金屬間化合物顆粒有望突破Snoek極限，具有高面外各向異性場(chǎng)和較低的面內(nèi)各向異性場(chǎng)的稀土-3d金屬間化合物可以大幅度提高材料的磁導(dǎo)率的同時(shí)，使共振頻率保持在較高的范圍。
　　 以V為穩(wěn)定元素，Co為替代元素，采用真空電弧熔煉和真空熱處理制備了不同Co替代含量的1∶12型稀土鐵基金屬間化合物

2、樣品。然后利用室溫粉末樣品的X射線衍射、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)等實(shí)驗(yàn)方法對(duì)這些化合物的結(jié)構(gòu)與磁性進(jìn)行了研究。對(duì)用石蠟混合粉末制成的復(fù)合材料樣品，使用同軸線方法對(duì)其高頻性能進(jìn)行了測(cè)量與分析。分析了Co元素對(duì)Fe元素的替代對(duì)金屬間化合物的結(jié)構(gòu)和磁性，以及磁晶各向異性和高頻磁性能的影響，并討論了各向異性對(duì)高頻磁性的影響和高頻復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率的機(jī)制。得到以下結(jié)論：
　　 (1)對(duì)該化合物的研究發(fā)現(xiàn)，在x=0-0.5的范圍內(nèi)，可以得到單一的ThMn12

3、型結(jié)構(gòu)的純相。隨著Co原子的替代量的增加，Nd(Fe1-xCox)10V2的晶格常數(shù)單調(diào)減小，晶胞體積收縮，這是由于Co原子半徑小于Fe原子半徑導(dǎo)致的。
　　 (2)隨著Co原子的替代量的增加，Nd(Fe1-xCox)10V2的飽和磁化強(qiáng)度由115emu/g(x=0)增加到122 emu/g(x=0.2)，而后減小到96 emu/g(x=0.5)；其矯頑力則先減小后增大；樣品的易磁化方向由平行于c軸(x=0)轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫杏赼-b平

4、面(x=0.2)，當(dāng)Co原子含量進(jìn)一步增加時(shí)，易磁化方向再次趨向平行于c軸(x=0.5)。
　　 (3)隨著Co原子的替代量的增加，Nd(Fe1-xCox)10V2的居里溫度由570 K(x=0)，單調(diào)增加到676 K(x=0.4)，但是當(dāng)Co含量繼續(xù)增加時(shí)，居里溫度下降到662 K(x=0.5)。這是由于Co原子先占據(jù)原子間距較小的8f和8j位置，使得Fe-Fe負(fù)相互作用減弱，3d次晶格整體的相互作用增強(qiáng)，從而提高了居里溫度。

5、
　　 (4)隨著Co原子的替代量的增加，Nd(Fe1-xCox)10V2的自旋重取向溫度也發(fā)生了變化，其室溫以下的自旋重取向溫度由120 K(x=0)逐漸增加到280K(x=0.4)。在室溫以上，當(dāng)沒(méi)有Co原子的摻入時(shí)(x=0)，測(cè)量溫度直到居里轉(zhuǎn)變點(diǎn)都沒(méi)有自旋重取向現(xiàn)象。但當(dāng)Co原子摻入后，出現(xiàn)了自旋重取向現(xiàn)象，并且自旋重取向的溫度隨著Co含量的增加不斷升高，直到x=0.5時(shí)，自旋重取向溫度降低，但是自旋重取向發(fā)生時(shí)易磁化方

6、向的轉(zhuǎn)變已經(jīng)與前面的變化不同。這說(shuō)明稀土次晶格在與Fe次晶格的競(jìng)爭(zhēng)中逐漸占優(yōu)，Co原子的替代使得Fe次品格的各向異性減弱。
　　 (5)通過(guò)穆斯堡爾譜的測(cè)量，可以看到V原子優(yōu)先占據(jù)品格中的8i位置。但Co原子替代Fe原子進(jìn)入晶格后，Nd(Fe1-xCox)10V2中的Co原子表現(xiàn)出明顯的擇優(yōu)占據(jù)，當(dāng)Co元素剛開(kāi)始進(jìn)入晶格中時(shí)，由于原子間距的不同和熵的原因，Co原子優(yōu)先進(jìn)入8f和8j位置。隨著Co原子的替代，8i和8j位置上的同質(zhì)

7、異能隨著Co原子含量的增加不斷增大，但在8f位置上其基本保持不變；四極矩劈裂在x=0和x=0.15之間以及x=0.4和x=0.5之間發(fā)生了突變，說(shuō)明了存在易磁化方向的轉(zhuǎn)變。
　　 (6)隨著Co原子的替代量的增加，體積比為35％的Nd(Fe1-xCox)10V2粉末/石蠟復(fù)合樣品的復(fù)介電常數(shù)并沒(méi)有隨著頻率發(fā)生明顯的變化，并且對(duì)于不同Co含量的樣品，復(fù)介電常數(shù)值也沒(méi)有較大的變化。但是復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率隨著Co原子的替代量的不同發(fā)生了明顯的

8、變化：對(duì)x=0的樣品，其低頻磁導(dǎo)率為2.2，當(dāng)x=0.2時(shí)，其低頻磁導(dǎo)率升高為3.2，當(dāng)x=0.5時(shí)，其低頻磁導(dǎo)率又降為2.3；其磁導(dǎo)率虛部在x=0和x=0.5時(shí)，整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)沒(méi)有共振峰出現(xiàn)，并且磁損耗主要是由渦流損耗貢獻(xiàn)的，但是對(duì)于x=0.2-0.4等樣品，磁導(dǎo)率虛部出現(xiàn)了明顯的共振吸收峰，其損耗中主要由平面各向異性導(dǎo)致的自然共振貢獻(xiàn)的。這是因?yàn)槠涓哳l磁性與磁晶各向異性有很大的關(guān)系，當(dāng)各向異性發(fā)生變化時(shí)，磁導(dǎo)率也會(huì)隨之變化。從上面的