Gd-Mn-Si合金的相平衡及相關(guān)化合物的磁熱性能研究.pdf

1、稀土RE-Mn基合金化合物因其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)而具有豐富的磁學(xué)性能（磁熱效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、磁致伸縮效應(yīng)等）。稀土RE-Mn合金相圖對研究該系列合金化合物的晶體結(jié)構(gòu)以及磁性能具有重要的指導(dǎo)作用。因此，本文從相平衡角度，通過實(shí)驗(yàn)測定以及相圖熱力學(xué)計(jì)算方法對Gd-Mn-Si三元體系的相平衡以及相關(guān)化合物的磁熱性能進(jìn)行了以下研究：
　?。?）采用電弧熔煉制備了不同成分的Mn-Gd二元合金，利用差熱分析（DTA）對合金樣品進(jìn)行測試，獲得了合金樣

2、品的相轉(zhuǎn)變溫度，確定了Mn-Gd二元體系的零變量反應(yīng)溫度以及液相線溫度。利用掃描電鏡能譜(SEM/EDS)以及差熱分析（DTA）對鑄態(tài)Mn70Gd30合金進(jìn)行測試分析，確定了零變量反應(yīng)（L+Mn23Gd6Mn2Gd）的反應(yīng)溫度為1277.9K。采用相圖熱力學(xué)計(jì)算（CALPHAD）方法，結(jié)合本文實(shí)測數(shù)據(jù)以及相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的熱力學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對Mn-Gd二元系相圖進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算，獲得了合理、可靠、自洽的Mn-Gd二元系熱力學(xué)參數(shù)。
　

3、?。?）采用電弧熔煉制備了不同成分Gd-Mn-Si三元體系合金化合物，利用X射線衍射（XRD）、掃描電鏡能譜（SEM/EDS）測試分析了經(jīng)熱處理(673K/2400小時(shí))后的合金，獲得了該體系合金在673K下的相組成及相應(yīng)的相成分，證實(shí)了GdMnSi、GdMn2Si2、Gd3Mn2Si3以及Gd2MnSi2三元化合物在該溫度下穩(wěn)定存在，獲得了Gd-Mn-Si三元系673K下的相平衡關(guān)系。
　　（3）采用電弧熔煉制備了Nd1-xGd

4、xMn2Si2(0.1≤x≤0.4)合金化合物。利用X射線衍射（XRD）測試分析了合金的相結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明Nd1-xGdxMn2Si2(0.1≤x≤0.4)合金為ThCr2Si2型結(jié)構(gòu)的單相合金，隨著Nd被Gd替代，合金的晶格常數(shù)以及Mn-Mn層間距（daMn-Mn）呈線性逐漸減小。利用綜合物性測量系統(tǒng)（PPMS）、差示掃描（DSC）測試分析了合金化合物的磁性能、奈爾溫度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：合金的鐵磁性轉(zhuǎn)變溫度(TC)以及奈爾溫度(TN)從x