Nd-Mn-In體系相平衡關(guān)系及相關(guān)化合物磁性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、稀土錳基化合物同時具備稀土原子的高磁晶各向異性和過渡族原子的大的飽和磁化強度,因而成為了研究開發(fā)新型磁制冷、磁致伸縮、磁光和磁阻效應(yīng)的熱點材料。目前,在稀土(RE)錳基系列化合物中,RE-Mn-X(X=Si、Sn、Ge)已被廣泛研究,但對RE-Mn-In合金中化合物晶體結(jié)構(gòu)及其磁學性質(zhì)的研究較少。因此,本文從合金相平衡角度,通過實驗方法和相圖計算方法對Nd-Mn-In三元體系的相平衡關(guān)系、熱力學關(guān)系及部分化合物進行了以下研究:
 

2、?。?)采用電弧爐熔煉制備Mn-In二元合金。通過熱分析方法測得合金的液相線溫度以及共晶反應(yīng)( L?(In)+InMn3)、包晶反應(yīng)( L+β-Mn?InMn3)、熔晶反應(yīng)(γ-Mn?L+β-Mn)等零變量反應(yīng)溫度。X射線衍射分析結(jié)果表明:In在β-Mn中的固溶度處于90-95at.%Mn之間。利用相圖計算(CALPHAD)方法,結(jié)合本文實測和評估的文獻報道的相關(guān)實驗信息,熱力學優(yōu)化計算Mn-In二元系,得到了一組合理自洽的熱力學參數(shù),

3、建立了Mn-In二元體系的熱力學數(shù)據(jù)庫。
 ?。?)采用電弧爐熔煉方法制備 Mn-Nd二元合金。通過熱分析方法,測定了共晶反應(yīng)( L?Mn2Nd+α-Nd)、熔晶反應(yīng)(α-Nd?L+β-Nd)、包晶反應(yīng)(L+Mn23Nd6?Mn2Nd)和(L+Mn17Nd2?Mn23Nd6)以及液相線溫度。其次,利用XRD衍射法和掃描電子顯微鏡對退火樣品進行微觀組織分析。結(jié)果表明:成分為10-60at.%Mn的合金由Mn2Nd和α-Mn組成,合金

4、Mn75Nd25由Mn2Nd和Mn23Nd6兩相組成,所得結(jié)果與相圖一致。最后,利用相圖計算方法,結(jié)合本文獲得的實驗結(jié)果,重新優(yōu)化了Mn-Nd二元系,獲得一組合理的熱力學參數(shù),完善了該體系的熱力學數(shù)據(jù)庫。
  (3)采用電弧爐熔煉 InMn3和 NdMnIn合金。XRD衍射法、掃描電子顯微鏡和綜合物性測量系統(tǒng)(PPMS)的研究結(jié)果表明:InMn3合金在600℃退火30天后的合金為立方(cP52)單相化合物,空間群為P(4)3m,點

5、陣常數(shù)為0.9452nm。在測量磁場H=2000Oe下,InMn3反鐵磁轉(zhuǎn)變溫度TN=80K;300K時,InMn3矯頑力接近于零,表現(xiàn)為軟磁特征。NdMnIn鑄態(tài)合金,存在具有立方MgCu2(cF24)結(jié)構(gòu)的三元化合物相,空間群為Fd(3)m,點陣常數(shù)為0.8325nm。在測量磁場H=1000Oe下,存在兩個磁相變點:T1=28K時,合金發(fā)生自旋重取向轉(zhuǎn)變;T2=46K時,合金發(fā)生自旋玻璃化轉(zhuǎn)變;300K時,NdMnIn呈不飽和狀態(tài),

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