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材料的要求。本文提出具有平面各向異性的稀土-3d過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和較低的面內各向異性場的稀土-3d金屬間化合物可以大幅度提高材料的磁導率的同時，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、振動樣品磁強計等實驗方法對這些化合物的結構與磁性進行了研究。對用石蠟混合粉末制成的復合材料樣品，使用同軸線方法對其高頻性能進行了測量與分析。分析了Co元素對Fe元素的替代對金屬間化合物的結構和磁性，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高頻磁性的影響和高頻復數磁導率的機制。得到以下結論：
　　 (1)對該化合物的研究發(fā)現(xiàn)，在x=0-0.5的范圍內，可以得到單一的ThMn12

3、型結構的純相。隨著Co原子的替代量的增加，Nd(Fe1-xCox)10V2的晶格常數單調減小，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)轉變?yōu)槠叫杏赼-b平

4、面(x=0.2)，當Co原子含量進一步增加時，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)，單調增加到676 K(x=0.4)，但是當Co含量繼續(xù)增加時，居里溫度下降到662 K(x=0.5)。這是由于Co原子先占據原子間距較小的8f和8j位置，使得Fe-Fe負相互作用減弱，3d次晶格整體的相互作用增強，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，當沒有Co原子的摻入時(x=0)，測量溫度直到居里轉變點都沒有自旋重取向現(xiàn)象。但當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，自旋重取向溫度降低，但是自旋重取向發(fā)生時易磁化方

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

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，說明了存在易磁化方向的轉變。
　　 (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/石蠟復合樣品的復介電常數并沒有隨著頻率發(fā)生明顯的變化，并且對于不同Co含量的樣品，復介電常數值也沒有較大的變化。但是復數磁導率隨著Co原子的替代量的不同發(fā)生了明顯的

8、變化：對x=0的樣品，其低頻磁導率為2.2，當x=0.2時，其低頻磁導率升高為3.2，當x=0.5時，其低頻磁導率又降為2.3；其磁導率虛部在x=0和x=0.5時，整個測量范圍內沒有共振峰出現(xiàn)，并且磁損耗主要是由渦流損耗貢獻的，但是對于x=0.2-0.4等樣品，磁導率虛部出現(xiàn)了明顯的共振吸收峰，其損耗中主要由平面各向異性導致的自然共振貢獻的。這是因為其高頻磁性與磁晶各向異性有很大的關系，當各向異性發(fā)生變化時，磁導率也會隨之變化。從上面的