稀土化合物RFe12-xMx的结构与磁性研究

1、 硕 士 学位 论文 月日 期： 矽 年 雪 月巧 日 猺 猺 畁 甿 琌 ， ， ， 瑃 猚 稀 土 永 磁 材 料 晶 体 结构 简述 辟 第 三章实 验方法与 仪器 简介 样 品制 备 样 品熔 炼与 热 处 理 磁 场 取向 、 引 言 实 验方法 吖 系 列化 合物 的 居 里 温 度 一 呵 系 列化 合物 的 剩 磁 和 矫 顽力 磁 性 材 料 的 发 展 简史 在磁 的 研究方面 也做 出了 巨大的 贡 献。他 建立 了电 荷 相 互 作 用的 “库 仑定 律 ”的 同 时 ，也得 到 了 磁 力 的 相 互 作 用定 律 ，可以 说库 仑是第 一位 ，静 电 、 静 磁 学

2、的 奠 基 人 。不 久后，法国 数学家 、 物 理学家 泊 松 ，把 磁 方面 的 研究提升 到 了 定 量阶 段 ，但 这时 的 电 与 磁 ，依 然还 是被 独 立 地 研究着 。近代磁 学发 展 则始 于十九世 纪 的 初 期。物 理学家 奥斯 特 发 现了 电 流的 磁 效应，这个现象在当时 引 起 了 非 常 大的 反 响 与 重 视 ，很 多 科 学家 均 转 向 关 于此方面 的 讨论与 研究，这大大的 推动 了 整 个电 磁 学的 发 展 。其 中 安 培 姗 更 是进一步 提出了 历 史上非 常 有名 的 “分 子 电 流 假 说” 。 年 ，自 学成才 的 法拉第 在一次

3、 偶 然的 实 验中 ，发 现了 非 常 有名 的 电 磁 感 应现象，这一 的 本 质关 联，找 到 了 机械 能 和 电 能 间 的 转化 方法。在理论方面 ，为 建立 电 磁 场 理论体 系 筑 造 了 坚 定 的 基 础 ；在实 践 方面 ，开 辟 了 电 气 化 时 代的 新纪 元 。的 研究基 础 上引 入 了 “分 子 场 ”假 说，对磁 性 材 料 的 自 发 磁 化 现象做 出了 很 好 的 解释。并且 修 正 了 居里 定 律 ，提出铁磁 材 料的 居里 、 斯定 律 ；此外 他 还 提出对磁 现象做 出合理的 唯 象解 释 的 磁 畴 的 概念 。这成为 微观 磁 学和

4、理论的 开 端。从 此，现代磁学理论发 展 为 以 下两 方面 ： 第 一，磁 畴 与 技术 磁 化 理论【 。这个理论主 要说明铁磁体 在外 加 磁 场 作 用后表 现出的 宏 观 物 理性 能 。第 二 ，自 发 磁 化 理论。这个理论主 要诠释 了 磁 有序 起 源为 中 心的 微观 相 互 作 用。 年 ，巴克 豪 森 效应。 年 ，海森 堡 模 型 ，用量子 力 学解 释 了 分 子 场 的 起 源。 年 ， 在显 微镜 下直 接观 察 年 ，巨磁 电 阻 姆 帧 辏 珻 庞 磁 电 阻 的 发 现。 年 ，隧 道 模 颐浅 破湮 S泊 挪 牧 其 实 就是我们 平常 所说的 永 磁

5、 材 料，其 原 因是对于硬 磁 材 料达 到 饱后而 言，我们 通常 需 要很 大的 反 向 磁 场 才 能 使 其 磁 化 强度 降 到 零 点，而 软 磁 材 料 并非 如此，我们 只夕 除 了 按 磁 性 材 料 的 矫 顽力 分 类外 ，我们 还 可以 通 过材 料 的 功 能 性 质进行 分 类，一般 可分 为 ： 磁 记录 材 料 、 磁 制 冷 材 料 、 磁 致伸缩材 料 等 。当然也可以 根据材 料 的组 份 进行 分 类： 铁氧 体 磁 性 材 料 、 金 属合金 磁 性 材 料 、 还 有稀 土 金 属间 化 合物 磁 性材 料 等 。而 我所 具 体 研究的 就是稀

6、土 金 属间 化 合物 磁 性 材 料 ，我们 通 常 简称为 稀 土永 磁 材 料 。这类材 料 一方面 可以 按 照其 化 学分 子 式的 不 同 加 以 分 类： 从 一开 始 的 甁 。但 是他 的 居 里 温 度 低，只 有 。而 且稳 定 性 不 内蒙古师范 大学硕 士 学位 论文 论文选题依 据 【 看 鞯 郎 鳎 叛 上册 綧】 匕 京 ： 科 学出版 社， ：，子 信息学院 功 能 材 料 物 理与 化 学重 点实 验室， 縅 甅 ， 甈 縅 ， ： 縃 甋 甁 縅 瓹 ， 緾 甖 瓺 瓽 第 二 章稀 土 材 料 的 基 本 理论 稀 土 永 磁 的 磁 性 来 源铁族 元

7、 素即 我们 通 常 所 说的 过渡族 元 素；包 括 轨 道未被 填 满 的 铁 族 、 轨 道未被 填 满 的 钯 族 、 以 及 轨 道未被 填 满 的 铂 族 。其 中 铁族 元 素 稀 土 原 子 与 过渡族 金 属间 化 合物 的 相 互 作 用稀 土 原 子 和 过渡族 金 属间 化 合物 中 ，晶 体 场 作 用不 是一概而 论的 。位 置 在晶 体 格点上的 稀 土 蚬 勺褰 鹗鬞 离 子 实 与 ，够 磁 性 电 子 之 间 的 静 电 库 仑相 互 作 用，大小要取决 于晶 体 的 对称性 、 周 围环 境电 荷 的 分 布 与 大小。一般 我们 在处 理实 际 问 题，

8、稀 土 原 子 与 过渡族 金 属组 成的 化 合物 中 ： 因为 晶 体 场 对 壳 层 电 子 的 作 用而 造 以 月 ， 荆瘂 第 二 章稀 土 材 料 的 基 本 理论 铁磁 性 质的 原 因。通 常 情 况 ， 、 确 谴 判 韵 恋 腞 化 合物 居里 温 度 死 可通 过如来 确 定 。根据 其 各 种 晶 体 结构 与 涞钠 毡 楣叵 礫 ： 一巧 俚 乃 疋表 ，及 其 衍 生物 之 间 的 晶 体 结构 关 系 图 型 晶 体 结构 、 永 磁 材 料的 技术 参 量 居 里 温 度 。在居 里 温 度 以 上，铁氧 体 就变 为 顺 磁 性 物 质。 鑑 团 负醪 辉

9、僭黾 覻 。此时 我们 认为 ，样 品的 磁 化 强度 已达 到 饱和 ，对应的 磁 心 方法：再 考 虑 退 磁 能 ，系 统能 量为 ： 口 鐂 秒一 经 整 理得 ： 内蒙古师范 大学硕 士 学位 论文再 考 虑 退 磁 能 ，系 统能 量为 ： 等 “砌 一 ，薏 珥鲆晃 牟危簅经 整 理得 ：州聪和 的 数据代入 就可以 得 到 和 恐 。 永 磁 体 经 外 加 磁 场 磁 化 至技术 饱和 ，再 撤消 外 磁 场 后，永 磁 体 的 内部 騇 不易 磁 化 方向 胪 獯 懦 募薪 牵籚 表 示 为 样 品的 总体 积 。如果 是单晶 体 ，剩 磁 为 ； 永 磁 材 料 的 剩

10、磁 越 高 ，采 用这个材 料 做 的 永 磁 器 件 就在一定 的 空间 内产生的 磁 场 就越【 看 鞯 郎 鳎 叛 上册 綧】 北京 ： 科 学出版 社， ： 第 二 章稀 土 材 料 的 基 本 理论 勘 本 笱 锢 硐担 叛 綧】 北京 ： 科 学出版 社， ： 图 型 电 子 天平 第 三章实 验方法与 仪器 简介 磁 场 取向体 物 质的 物 相 ，并且 可确 定 晶 体 体 积 和 晶 格 常 数。 通 过特 定 的 程 序 对谱 线进行 拟 合得 到 样 品的 晶 格 常 数及 晶 胞 体 积 。图 蛒 射线衍 射仪 能 够 测 量的 最大磁 场 为 士 饬 课 虑 匚戮 任

11、 。 随 着 含量的 变 化 其 晶 体 结构 与 温 度 特 性 的 变 化 。 呵 工 系 列化 合物 的 结构 第 四章稀 土 化 合物 。 ；的 结构 分 析和 磁 性 研究图 盗醒 吩 谑 椅 孪 碌 膞射线衍 射图表 。 ， ， 系 列化 合物 的 结构 参 数 内蒙古师范 大学硕 士 学位 论文 ： 图 瑃 图 第 四章稀 土 化 合物 。 的 结构 分 析和 磁 性 研究 。 工 ， ， 中 列出。 晡 系 列化 合物 的 剩 磁 和 矫 顽力 。厂 一， 图 。 ， ， 系 列化 合物 在磁 场 变 化 为 一 下难 轴方向 的磁 滞 回 线 綣 】 甈 瓹 甁 ： 甁 ：

12、禖 引 言 实 验方法的 居里 温 度 死 【 】 。图 荘 n ， 盗醒 吩 谑 椅 孪 碌 腦 射线衍 氓 ， 琌 ， 系 列化 合物 的 结构参 数 瑃 一 内蒙古师范 大学硕 士 学位 论文出现 两 个衍 射峰 明显 增强，其 他 衍 射峰 明显 消 失 或 减 小；旋转 取面 各 向 异性 ，并且其 易 磁 化 方向 为 轴 椭 醄 所确 定 的 面 。 ， ，图 6 籲 磁 场 变 化 为 时 ，在居里 温 度 附 近测 量了 剥 图 ， 痳一鼍 洲 琌 ， 盗谢 衔 镌 诖懦 ”浠 下的 磁 熵变 随 结论 划 ， 衔 锏 腦 衍 射结果 表 明， 作 为稳定 元 素参 入 该系 列化 合物 使 其 形成稳 定 的 型 ， 琌 ， 化 合物 的 晶 体 结构 ，且 引 起 了 晶 胞 体 积 膨 胀 。所 有化 合物 属于 型 四角结构 ，属于 占淙海 猩倭 吭 酉 郌 蚢 。第 一性 原 理研究结果 表 明该材 料 是优良 的 导 体