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含轻稀土的Laves相化合物的结构和磁致伸缩研究

2020-11-22阅读(391)

含轻稀土的Laves相化合物的结构和磁致伸缩研究

论文摘要

本文利用电弧炉熔炼得到含有轻稀土的超磁致伸缩材料,采用X射线粉末衍射仪、交流磁化率测量系统、振动样品磁强计和标准应变仪等实验设备,研究了材料的晶体学、磁学性质和磁致伸缩性能。对含有轻稀土Ce的化合物（PrCeTb）Fe1. 9的研究发现,Ce离子的变价行为对化合物的性能有显著影响。随Ce含量的增加,化合物Pr0. 1CexTb0. 9-xFe1. 9和Pr0. 2CexTb0. 8-xFe1. 9的晶格常数正向偏离Vegard定理;居里温度呈现下降趋势;室温磁致伸缩在特定Ce含量范围内出现反常增加。根据对结构、磁学性质和磁致伸缩的分析,化合物（PrCeTb）Fe1. 9确实存在Ce离子的价态波动,Tb的替代使得Ce离子的价态向局域态（+3价）波动。对化合物Pr0. 1Ce0. 6Tb0. 3Fe1. 9-xBx的研究发现,在x≤0. 1时,由于部分B原子进入到晶格的间隙位置,其晶格常数下降缓慢,居里温度呈上升趋势;在x>0. 1时,由于部分B原子占据了Fe的晶格位置,晶格常数快速下降,居里温度降低。对于化合物Pr0. 1Ce0. 6Tb0. 3Fe1. 9 Bx的研究发现,随B含量增加,晶格常数变大,而居里温度在x≤0. 1时升高,在x>0. 1时下降。在这两个体系中,B的引入使得化合物的磁致伸缩有所降低,且没有观察到Ce离子的价态波动。对合金（PrTbDy）（FeM）2（M=Ni,Si,Mn）的研究发现,替代元素Ni和Si的引入使得材料晶格常数、居里温度、饱和磁化强度和磁致伸缩均呈现下降趋势,而且Si的浓度不能超过0. 2,否则就会出现杂相。Mn的替代使得晶格常数上升,居里温度下降。Mn含量为0. 1时,室温磁致伸缩表现为最佳。在随后的加压实验中,合金Pr0. 1Tb0. 3Dy0. 6Fe1. 9Mn0. 1的高场磁致伸缩随压力的增加而上升,在压力小于16MPa时展现出良好的低场磁致伸缩性能。对合金Pr0. 15Tb0. 30Dy0. 55Fe1. 85Cx的研究发现,所有样品均呈现单一Laves相;由于部分C原子进入到晶格的间隙位置,造成晶格常数随C含量的增加而增加,居里温度升高,C的引入使得高场下的磁致伸缩在x=0. 05处出现一个峰值。

论文目录

  • 第一章 绪论
  • 1-1 稀土超磁致伸缩材料的研究进展
  • 1-1-1 与磁致伸缩有关的效应
  • 1-1-2 稀土超磁致伸缩材料的研究历史
  • 1-1-3 磁致伸缩的影响因素
  • 1-1-4 稀土超磁致伸缩材料的当前研究热点
  • 1-2 磁致伸缩理论
  • 1-2-1 Laves相结构
  • 1-2-2 磁致伸缩理论简介
  • 1-2-3 变价理论简介和Ce原子的能级结构
  • 1-3 稀土超磁致伸缩材料的优点及其应用
  • 1-3-1 稀土超磁致伸缩材料的优点
  • 1-3-2 稀土超磁致伸缩材料的应用
  • 1-4 选题范围
  • 参考文献
  • 第二章 磁致伸缩材料的制备和测量
  • 2-1 样品的制备
  • 2-2 测试方法及测量原理
  • 2-2-1 X射线分析
  • 2-2-2 振动样品磁强计
  • 2-2-3 交流磁化率测试系统
  • 2-2-4 磁致伸缩测量
  • 参考文献
  • 第三章 Ce离子的变价行为及其对化合物性能的影响
  • 3-1 引言
  • 3-2 化合物（PrCeTb）Fe1. 9的结构和磁性研究
  • 3-2-1 化合物（PrCeTb）Fe1. 9的结构
  • 3-2-2 化合物（PrCeTb）Fe1. 9的晶体学性质
  • 3-2-3 化合物（PrCeTb）Fe1. 9的磁学性质
  • 3-2-4 化合物（PrCeTb）Fe1. 9的磁致伸缩研究
  • 3-3 化合物Pr0. 1Ce0 6Tb0. 3Fe1. 9-xBx和Pr0. 1Ce0. 6Tbo．3Fe1. 9Bx的结构和磁性研究
  • 3-3-1 化合物Pr0. 1Ce0. 6Tb0. 3Fe1. 9-xBx和Pr0. 1Ce0. 6Tb0. 3Fe1. 9Bx的结构
  • 3-3-2 化合物Pr0. 1Ce0. 6Tb0. 3Fe1. 9-xBx和Pr0. 1Ce0. 6Tb0. 3Fe1. 9Bx的晶体学和磁学性质
  • 3-3-3 化合物Pr0. 1Ce0. 6Tb0. 3Fe1. 9-xBx和Pr0. 1Ce0. 6Tb0. 3Fe1. 9Bx的磁致伸缩研究
  • 3-4 小结
  • 参考文献
  • 第四章 合金（PrTbDy）（FeM）2的结构和磁致伸缩研究
  • 4-1 引言
  • 4-2 合金（PrTbDy）（FeM）2的结构和磁性研究
  • 4-2-1 合金（PrTbDy）（FeM）2的制备和结构
  • 4-2-2 合金（PrTbDy）（FeM）2的晶体学性质
  • 4-2-3 合金（PrTbDy）（FeM）2的磁学性质
  • 4-2-4 合金（PrTbDy）（FeM）2的磁致伸缩研究
  • 4-2-5 合金Pr0. 1Tb0. 3Dy0. 6Fe1. 9Mn0. 1在压力作用下的磁致伸缩
  • 4-3 合金Pr0. 1 5Tb0. 30Dy0. 55Fe1. 85Cx的结构和磁致伸缩研究
  • 4-3-1 合金Pr0. 15Tb0. 30Dy0. 55Fe1. 85Cx的结构和晶体学性质
  • 4-3-2 合金Pr0. 15Tb0. 30Dy0. 55Fe1. 85Cx的居里温度和磁致伸缩研究
  • 4-4 小结
  • 参考文献
  • 第五章 结论
  • 致谢
  • 攻读学位期间所取得的相关科研成果

    • 相关论文文献

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