Nd2Fe17N3化合物的电子结构与磁性研究

自1983年高性能永磁材料Nd_2Fe_(14)B被发现以来,其巨大的成功一直吸引着人们去寻找具有更高性能的新一代稀土永磁材料。近几年来,人们把这种研究的重点集中在R_2Fe_(17)型化合物(R为稀土元素)方面。一般说来,R_2Fe_(17)型化合物具有较高的饱和磁化强度M_s,但居里温度T_c较低(200～480K),且在室温下不具有磁单轴各向异性。因此,单纯R_2Fe_(17)型化合物不具备作为永磁材料的条件。但是人们观测到,R_2Fe_(17)型化合物对于元素掺杂十分敏感。冠选朝等人在Sm_2Fe_(17)和Tm_2Fe_(17)中掺C后,发现T_c有明显的增加,其中Tm_2Fe_(17)化合物在掺C后T_c增加了260K。钟夏平等人对几乎所有稀土元素的R_2Fe_(17)型化合物做了掺C实验,发现掺C后的T_c平均提高了约100K。1990年,Coey等人在R_2Fe_(17)型化合物中做了掺N的实验,观测到在掺N后T_c大约提高了近400K,并且Sm_2Fe_(17)在室温下的磁晶各向异性由易面型变为易轴型。这一实验结果引起人们极大的兴趣,并从此开始了对Sm_2Fe_(17)N_x的系统研究。     

Pr_2Co_(14)B化合物磁晶各向异性的重新评价

一、概述 文献报道表明,Pr_2Co_(14)B化合物具有异常高的单轴磁晶各向异性,其磁晶各向异性场在4.2K时可达近75T。Bolzoni等人在研究赝三元系Pr_2(Fe,Co)_(14)B时把这种异常高的磁晶各向异性归结为稀土亚晶格的贡献。对于R_2T_(14)B型化合物,当T为Co时,3d亚晶格贡献易平面磁化;当T为Fe时,则贡献易轴磁化。对于稀土亚晶格,贡献易平面或易轴磁化取     

Nd_2Fe_(14)B永磁体中掺Co原子团的电子结构

一、引言 实验表明,在Nd_2Fe_(14)B永磁体中加入Co可明显提高居里温度,改变Nd_2Fe_(14)B永磁体的磁晶各向异性。本文从Nd_2Fe_(14)B磁体单胞中选取协调各类原子的三棱柱体原子团Nd_3Fe_6B以及以Co置换其中部分Fe而成的Nd_3(Fe Co)_6B原子团作为模型原子团,用SCF-X_a-SW方法,进行了自旋极化的电子结构计算,重点研究了Co的作用。     

La_(0.9)R_(0.1)(CO,Fe)_(13)(R=Pr,Nd,Dy,Ho,Yb)合金的XPS研究

稀土元素(R)与过渡金属(T)形成的磁性化合物,长期以来引起人们的重视,对Nd_2Fe_(14)B和Sim_2Fe_(17)Nx进行了大量研究.此外,LaCo_(13)化合物的居里温度高达1318K,居所有R-T化合物之首,饱和磁矩也很大,但为面心立方结构,各向异性能很低,因而对此体系进行的研究相对少一些.尽管如此,依然可以用此体系研究磁性能随成分的变化以及相关问题.     

Nd_2Fe_(14)B磁畴结构参量的计算

一、引言 具有高矫顽力及最大磁能积的Nd-Fe-B永磁合金以其优异的磁性能吸引人们就其结构、磁性开展广泛研究。现已确认,有高饱和磁化强度和强单轴各向异性的硬磁性主相Nd_2Fe_(14)B对所有Nd-Fe-B永磁体(包括不同成分配方、不同工艺过程制备的Nd-Fe-B材料)的磁性起决定性作用。因此研究并确定Nd_2Fe_(14)B的磁畴结构参量便成为研究Nd-Fe-B     

Nd_2Fe_(14)B单晶的磁性和顺磁性

稀土——过渡族永磁材料已引起人们的广泛兴趣,它是从研究Sm-Co永磁体开始发展到Nd-Fe-B的。为了研究这种强磁材料的磁性起源,研究单晶体的磁性是一个很重要的方面,它可以为改进永磁材料性能提供依据。我们实验室已长成质量优良的Nd_2Fe_(14)B单晶,其生长工艺及有关晶体结构的研究已另有文章报道。本文介绍有关磁性的实验结果,其中包括饱和磁化强度及磁晶各向异性随温度的变化关系及高温下的顺磁特性。比较铁磁态和顺磁态下磁性电子的区别,可以了解磁性原子中磁性电子的运动状态,从而为理论分析提供有用的信息。     

金属间化物(Sm_(1-x)Pr_x)_2Fe_(17)及其氮化物的磁性和Mssbauer谱研究

自1990年Coey等通过气相掺氮法制备了R_2Fe_(17)N_x化合物,使R_2Fe_(17)间化物磁性能得到很大改善,由此引起有关科学家的广泛兴趣,近年研究结果表明Sm_2Fe_(17)N_x具有优良的内禀磁性,但除Sm外,其余稀土元素构成的2:17型氮化物的易磁化方向却为易面;加之Sm又是价格昂贵的稀土元素,这就大大地限制了它的应用.为此人们进一步寻找既能降低成本,又具有较高的磁性能的途径.本文用X射线衍射,磁测量和M(?)ssbauer谱实验方法系统地研究了金属间化物(Sm_(1-x)Pr_x)_2Fe_(17)及其氮化物的内禀磁性能及其微观机制,揭示了Pr替代Sm对上述氮化物磁性能和微观机制的影响.     

矫顽力为254.7kA/m的NdFe_(10)Mo_2N_x化合物永磁体

1987年以来,RFe_(11)(TiV)化合物成为人们研究的热点,其中SmFe_(11)Ti化合物似乎最有希望成为实用永磁体,然而,它的居里温度T_c与Nd_2Fe_(14)B化合物的T_c(312℃)相近,仍较低,它的饱和磁化强度比Nd_2Fe_(14)B化合物的低得多,因而理论磁能积仅为Nd_2Fe_(14)B的一半,金属钐又比金属钕贵,使SmFe_(11)Ti化合物丧失了竞争能力。最近把氮引入RFe_(11)Ti化合物的研究表明,在500℃附近RFe_(11)Ti可以吸收适量氮而形成RFe_(11)TiN_(0.5)化合物,氮原子占     

结构缺陷对超微晶软磁合金磁性的影响

非晶合金以Fe_(73.5)Cu Nb_3Si_(13.5)B_9为代表,在晶化温度以上退火,可以形成晶粒直径约为10nm的αFe-Si晶相及剩余非晶相组成的一种新型双相复合纳米材料(称为Finemet).这种纳米材料具有极高的初始磁导率(μ_i可达10~5以上),低的矫顽力(H_c可小于0.32A/m)和优良的高频磁性,目前已为许多磁学和材料工作者所注目.对其具有优良软磁性能的解释一般认为有两个:一是退火以后具有很低的磁致伸缩系数,二是由于晶化后αFe-Si晶粒十分细小,有效磁晶各向异性被平均化而减小,Herzer把非晶合金的无规各向异性模型运用于     

热处理对非晶态R_2Fe_(23)B_3(R=Y,Pr)合金的相结构和磁性的影响

自从高磁能积Nd_2Fe_(14)B材料被发现以来,非晶态Nd-Fe-B合金的磁性和晶化已有许多的研究。利用快淬方法制备的非晶态材料,在高于其晶化温度退火时,往往会形成亚稳相,然后在更高的温度转变成稳定相。Buschow等研究了富Fe的非晶态Nd-Fe-B合金的晶化行为,发现了Nd_2Fe_(23)B_3和NdFe(12)B_6两个新的亚稳相。Nagayama等也作过类似研究。最     

新纳米晶Fe72Cu1Nb2V2Si14B9和Fe72Cu1Nb1Mo1V2Si14B9合金的磁性能和应用

近期,我们成功地开发了新纳米晶Fe_(72)Cu_1Nb_2Si_(14)B_9和Fe_(72)Cu_1Nb_1Mo_1V_2Si_(14)B_9合金,和早期问世的典型的纳米晶 Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Fe_(73.1)Cu_(1.2)Nb_(3.2)Si_(12.5)B_(10)合金相比,降低了成本,明显改善了原始非晶带脆性,仍显示出优良的综合磁性能,并得到若干重要实际应用.本文报道新合金的磁性能、铁损分析结果和几个应用例子.1 实验用单辊液态快淬法制成32～35μm厚、1.0cm宽的非晶带,卷成内外径分别为2.0cm和2.5cm的环形样品.样品在氮气中在不同温度下无磁场退火0.5h后炉冷,根据直流相对起始磁导率μi和f=20kHz及Bm=0.5T条件下铁损值确定最佳退火温度范围.用退火样品测量磁性能.直流磁性、交流相对有效磁导率μe及铁损P的测量方法、条件及采用的符号已在文献[2,3]中说明.纵向和横向磁场退火是在最佳无磁场退火后,再在793K下磁场退火2h.     

低Br超微晶合金Fe_(73)Cu_1Nb_(1.5)Mo_2Si_(12.5)B_(10)的磁性和应用

我们在文献[1]报道了更为廉价的新型超微晶合金 Fe_(73)Cu_1Nb_(1.5)Mo_2Si_(12.5)B_(10)无磁场退火后的磁性能.与超微晶合金 Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和 Fe_(73.1)Cu_(1.2)Nb_(3.2)Si_(12.5)B_(10)一样,这种合金具有明显的横向磁场退火效应. 本文简要地报道经横向磁场退火后获得低剩余磁通密度 Br 的Fe_(73)Cu_1Nb_(1.5)Mo_2Si_(12.5)B_(10)的磁性能和实际应用例子.     

新型纳米晶Fe_(69.4)Cu_(0.6)Cr_(3.2)V_(0.8)Si_(14)B_(12)软磁合金的研究

早期开发的Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Fe_(73.5)Cu_(1.2)Nb_(3.2)Si_(12.5)B_(10)纳米晶合金显示出优良综合磁性能,但含有昂贵的Nb,原始制备的非晶带也比较脆.我们用便宜得多的Cr和V代替Nb制成Fe_(69.4)4Cu_(0.6)Cr_(3.2)V_(0.8)Si_(14)B_(12)纳米晶合金,它的原始制备非晶带有相当好的延性,可对折而不脆断,并具有优良的综合磁性能,有潜在的应用价值.本文扼要报道部分研究结果.1 合金的制备和实验     

LaCo13-xAlx化合物的磁矩和居里温度的计算

在所有已知的R-T(R=稀土元素,T=Fe,Co,Ni)化合物中LaCo_(13)是含有3d过渡族元素最多的,它的居里温度为1318K,室温饱和磁感应强度为13 kG。这些优越的磁性能曾引起子许多研究者的兴趣。然而由于其晶体结构为面心立方NaZn_(13)型结构,这就不可能具有足够的磁晶各向异性,因此也就不能成为实用的磁性材料。为了改善他们的磁性能,许多研究者作了大量实验工作。实验结果表明:在所有R-T化合物中,只有LaCo_(13)存在。LaFe_(13)和LaNi_(13)都不存在。只能通过加入Al,Ga或Si才能形成稳定的1:13型化合物,即R-T-M伪二元1:13化合物。然而皆未能降低其对称性甚至通过吸氮的方式。近期的研究结果表明,通过改善热处理条件,即降低退火温度和延长退火时间,可以在R(T,M)_(13)(R=La,Ce,Pr,Nd;T=Fe,Co;M=Al,Si)化合物中得到低对称性的四方或正交衍生NaZn_(13)型结构。在进行实验工作的同时,一些研究者曾尝试用理论计算LaCo_(13)基化合物的磁性。Ido等人应用刚带模型(rigid model)计算一些LaCo_(13)基化合物的磁距。饶光辉应用磁价模型计算LaCo_(13)基及其衍生化合物的磁矩。     

金属间化物Pr_(12.5)(Fe_(1-x)Co_x)_(81.5)B_6磁性能的研究

自1983年Sagawa等人研制成功Nd-Fe-B永磁体,开拓了第三代稀土永磁材料磁性研究的新领域之后,国内外对R_2Fe_(14)B系列及其相应的取代化合物的结构和磁性方面进行了广泛的研究,其中相当大量的工作是集中在如何改善和提高这类永磁材料的居里温度。本工作主要使用穆斯堡尔效应方法研究不同Co含量的Pr_(12.5)(Fe_(1-x)Co_x)B_6金属间化物,确定其磁性能的变化和相应的微观机制。     

α-Fe_2O_3单离子磁晶各向异性的计算

一、引言 α-Fe_2O_3(Hematite)是属于三角晶系的一种反铁磁晶体。空间对称群为D_(3d)~6。如取C轴为参考轴,磁晶各向异性能可近似表示为 F_K=K_1~′(sin~2θ), α-Fe_2O_3的一个重要特点是K_1′随温度的变化而改变符号,称为Morin转变。发生Morin转变的温度(263K)称为Morin转变点T_M.Morin转变是一个长期未得到彻底解决的理     

Fe_3O_4纳米纺锤体复合材料的制备及其高性能微波吸收

采用两步化学法合成纺锤体状Fe_3O_4纳米材料,研究了其微波电磁性能.由于较强的磁形状各向异性,Fe_3O_4纳米纺锤体比Fe_3O_4纳米颗粒材料呈现出更高的自然共振频率(4.5 GHz).自然共振频率的蓝移导致了Fe_3O_4纳米纺锤体在2~18 GHz雷达波段内具有更高的磁损耗,从而表现出优异的吸波性能.Fe_3O_4纳米纺锤体复合材料可以达到3.54 GHz吸波带宽,最小反射率为-41 dB,而且在1.5 mm厚度以上均能够实现微波强吸收,具有很好的阻抗匹配特性.通过双层结构设计,Fe_3O_4纳米纺锤体复合材料可以在2.8~17.0 GHz范围内实现宽带微波吸收.     

[(C_2H_5)_4N]_2[Fe_2(SCH_2CH_2S)_4]的合成及其晶体结构和分子结构

许多铁硫蛋白的活性中心都是铁硫原子簇化合物。如植物铁氧还蛋白,皮质铁氧还蛋白和假单孢氧还蛋白的活心位置是Fe_2S_2原子簇化合物。固氮酶的铁蛋白活性中心是Fe_4S_4原子簇化合物。固氮酶的钼铁蛋白中,除Mo—Fe—S原子簇、Fe_4S_4原子簇外,还有Fe_2S_2原子簇等等。铁硫原子簇化合物的主要特点是容易发生氧化还原反应,因而能传递电子。它们在生物体中所起的正是活化和传递电子的作用。所以,铁硫原子簇化合物的合成、结构和性质研究具有重要的仿生意义。     

低价稀土碘化物的研究

人们对三价稀土离子的性质已有了许多规律性的认识。但稀土元素除三价离子外,它们还具有4,2,1价态,原子簇及混合价态化合物。研究非正常价态稀土化合物的合成、结构、性质将会大大丰富稀土化学及开发稀土在光、电、磁等方面的应用,具有重要的理论与实际意义。60年代Corbett总结了二元低价稀土碘化物的性质、结构,它们为类盐型化合物和金属型化合物,其电子结构特征分别为RE~(2+)(I~-)_2,RE~(3+)(I~-)_2·e。后者具有纯金属的导电性。三元低价     

对向靶溅射氮化铁梯度薄膜

氮化铁薄膜具有优异的磁性能,同时又具有良好的耐腐蚀性,是一种优异的高密度磁记录磁头材料.目前已广泛确认的氮化铁系化合物共有4相,分别是α″-Fe_(16)N_2,γ′-Fe_4N,ε-Fe_xN(2≤x≤3)和ζ-Fe_2N.它们的磁矩和Curie温度随含氮量的增加而降低.Fe_(16)N_2在已发现的磁性材料中具有最高饱和磁通密度(2.8～3.0T),Fe_4N和Fe_xN(2≤x≤3)则分别为1.7和1.4T,Fe_2N在常温下为非磁性.铁氮化合物随着含氮量的增高,耐腐蚀性越来越好.作为高密