Tm元素对SmCo_5晶体结构与磁性能的影响（英文）

采用X射线衍射分析(XRD)和磁性能测试等方法,分析了Tm元素掺杂对Sm Co5晶体结构和内禀磁性能的影响。XRD测试结果表明:Sm Co5和Sm0.8Tm0.2Co5.2均为Ca Cu5结构,掺杂Tm元素后,晶格常数c值增大,而a,b与晶胞体积减小;M-T曲线测试结果表明:Sm Co5和Sm0.8Tm0.2Co5.2的居里温度分别为957和965 K;在测试外加场为7 T的条件下,300 K时Sm Co5的各向异性场HA和饱和磁化强度M7T均高于Sm0.8Tm0.2Co5.2;当温度升高至473 K,Sm Co5的HA和M7T要低于Sm0.8Tm0.2Co5.2,说明Sm Co5中进行Tm元素掺杂可以有效的改善其在高温条件下的磁性能。     

Structure,magnetic properties,and thermal stability of Sm1−x Tm x Co5 compounds

Structure, magnetic properties, and thermal stability of ternary Sm1-xTmxCo5 compounds were studied via X-ray diffraction(XRD), thermal magnetic analysis(TMA), and magnetic measurements. XRD results show that all the compounds have a main phase of hexagonal CaCu5-type crystal structure with small amount of impurity phases; increasing Tm content is associated with contraction of the hexagonal unit cell in the direction of the c axis and expansion of the a and b parameters. TMA results indicate that the Curie temperature(TC) of Sm1-xTmxCo5 compounds gets higher with the increase in Tm content.Magnetic measurements show that both the magnetic anisotropy field(HA) and the magnetization at an applied field of 7 T(M7 T) decrease with the increase of Tm content. However, the thermal stability of both the HAand M7 Tof all the Tm doped compounds is remarkably improved compared with that of the pure SmCo5 compound, leading to the result that both the M7 Tand HAof Sm0.8Tm0.2Co5 .2are higher than those of SmCo5 compound at 473 K, which indicates the good potential of Tm doped compound in the practical applications at elevated temperature.     

Gd60Co26Al14大块非晶合金的磁熵变

利用铜模吸铸法制备了Gd60Co26Al14非晶合金.采用示差扫描量热法(DSC),X射线衍射(XRD)和超导量子磁强计(SQUID)研究了其结构与磁热性能.XRD分析表明:铸态Gd60Co26Al14合金是完全的非晶结构;DSC测试显示Gd60Co26Al14合金在加热过程中在571 K发生玻璃化转变,并且出现了两个结晶温度,分别是602 K和642 K.SQUID测试结果表明:Gd60Co26Al14合金出现两个居里温度,分别是82 K和128 K;合金在外磁场5 T下82 K处的磁熵变达到7 J·(kg·K-1).     

Gd60Co26Al14大块非晶合金的磁熵变

利用铜模吸铸法制备了Gd60Co26Al14非晶合金。采用示差扫描量热法（DSC）,X射线衍射（XRD）和超导量子磁强计（SQUID）研究了其结构与磁热性能。XRD分析表明：铸态Gd60Co26Al14合金是完全的非晶结构;DSC测试显示Gd60Co26Al14合金在加热过程中在571K发生玻璃化转变,并且出现了两个结晶温度,分别是602K和642K。SQUID测试结果表明：Gd60Co26Al14合金出现两个居里温度,分别是82K和128K;合金在外磁场5T下82K处的磁熵变达到7J．（kg·k^-1）。     

熔融盐法合成高密度锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2-xTixO2

利用具有低共熔组成的LiOH-LiNO3混合锂盐体系,与高密度前驱体掺杂Co的Ni(OH)2,TiO2粉末混合,经3阶段温度烧结制备出高密度Co-Ti共掺杂的锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2-xTixO2（0≤x≤0.1）。XRD分析表明,合成的LiNi0.8Co0.2-xTixO2具有规整的层状α-NaFeO2结构。LiNi0.8Co0.2-xTixO2颗粒均匀,平均粒度为1~5 μm,随掺Ti量的增加而减小,LiNi0.8Co0.15Ti 0.05O2的振实密度达3.17 g·cm-3。电性能测试表明,在0.2 C放电倍率和3.0~4.3 V的电压范围内,LiNi0.8Co0.15Ti0.05O2首次放电比容量达169 mAh·g-1,且具有良好的循环性能和高倍率放电性能。     

Sr0.8Re0.2Fe11.8Co0.2O19(Re=La,Nd)的制备、表征及吸波性能

采用溶胶凝胶法,制备Sr0.8Re0.2Fe11.8Co0.2O19(Re=La,Nd)复合铁氧体。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和矢量网络分析仪表征粉体的结构及电磁性能。结果表明:得到的粉体为纯净的磁铅石型铁氧体,La3+掺杂样品的各项性能明显改善。在室温条件下,稀土离子掺杂后样品的Ms受到稀土离子掺杂的影响较小,Hc则明显提高;La^3+掺杂样品和Nd3+掺杂样品的Ms值接近,前者的Hc值则明显强于后者的,Sr0.8La0.2Fe11.8Co0.2O19的Ms和Hc分别为58.08A m^2/kg和362.0kA/m。稀土离子掺杂使铁氧体样品的复介电常数(ε′和ε″)增大,与Nd3+掺杂样品相比,La3+掺杂样品的介电损耗和磁损耗改善更为明显。利用传输线理论优化设计时发现,在1.2~2.4 mm之间,随着厚度的增加,Sr0.8La0.2Fe11.8Co0.2O19的反射率峰值先减少后增加,逐渐向低频移动;在厚度为2.0 mm时,其反射率峰值达到最小值为27.8 dB(11.8 GHz),小于10 dB的吸波带宽为5.2 GHz(9.5~14.7 GHz)。     

Co元素及凝固速度对La-Fe-Si系NaZn13型相及磁性能影响

采用熔体快淬法制备不同快淬速度的 La0.8Ce0.2(Fe11.5-xCox)Si1.5 (x=0、0.3、0.5、0.7) 合金条带,经过 1273 K 20 min 热处理,通过 X 射线衍射和磁性测量研究 Co 元素及凝固速度对La-Ce-Fe-Co-Si的相形成和磁性能的影响。结果表明：Co 元素添加和快淬速度提高均有利于 NaZn13 型相的形成;Co 元素添加提高合金居里温度,减小磁滞,但是磁热性能有所降低;快淬速度提高导致合金的磁滞增大,但对磁热性能影响较小。     

Zr_(1-x)Nb_xCo(x=0～0.2)合金吸放氢及抗歧化性能研究

采用真空电弧熔炼法制备了Zr_(1-x)Nb_xCo (x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金,研究了Nb掺杂对ZrCo合金相组成、吸放氢及抗歧化性能的影响。XRD结果表明:Zr_(1-x)NbxCo (x=0～0.2)合金主相为ZrCo相,含有少量ZrCo_2杂相;氢化物为ZrCoH_3相。Nb掺杂有利于ZrCo合金吸放氢性能的提高:ZrCo吸氢反应活化时间为7690 s,Zr_(0.8)Nb_(0.2)Co缩短至380s;ZrCo吸氢反应表观活化能力44.88 kJ·mol~(-1) H_2,Zr_(0.8)Nb_(0.2)Co降低至32.73 kJ·mol~(-1) H_2;10 K/min升温速度下,ZrCo-H系统放氢温度为597.15 K,Zr_(0.8)Nb_(0.2)Co-H系统降低至541.36 K;ZrCo-H系统放氢反应表观活化能为100.55 kJ·mol~(-1) H_2,Zr_(0.8)Nb_(0.2)Co-H系统降低至84.58 kJ·mol~(-1) H_2。放氢模式下798 K保温10 h ZrCo歧化83.68%,Zr_(0.8)Nb_(0.2)Co仅歧化8.71%;Nb掺杂降低合金氢化物8e间隙氢原子数量,减小岐化反应驱动力,提高合金抗歧化性能。     

Co元素及凝固速度对La-Fe-Si系NaZn_(13)型相及磁性能的影响

采用熔体快淬法制备不同快淬速度的La_(0.8)Ce_(0.2)(Fe_(11.5-x)Co_x)Si_(1.5)(x=0.0,0.3,0.5,0.7)合金条带,经过1273 K/20 min热处理,通过X射线衍射和磁性测量研究Co元素及凝固速度对La-Ce-Fe-Co-Si合金的相形成和磁性能的影响。结果表明:Co元素添加和快淬速度提高均有利于Na Zn13型相的形成;Co元素添加提高合金居里温度,减小磁滞,但是磁热性能有所降低;快淬速度提高导致合金的磁滞增大,但对磁热性能影响较小。     

SPS制备Mn1.1Fe0.9P0.8Ge0.2Bx化合物磁热性能的研究

利用MA+SPS技术制备Mn1.1Fe0.9P0.8Ge0.2Bx(x=0,0.02,0.03,0.04)化合物并对其晶体结构和磁热性能进行研究。XRD分析结果表明:该系列化合物具有六方Fe2P结构。随着B含量的增加晶格常数a和c均发生了明显的变化,导致c/a的值先减小后增大。分别利用DSC和VSM对材料的磁热性能进行了测试,结果表明居里温度TC和熵变均与B的含量存在一个非线性关系,当B的含量为0.02时Mn1.1Fe0.9P0.8Ge0.2B0.02化合物的磁热性能最好,TC从x=0时的253K增加到263K,相应的滞后从23K下降到19K,在0~2T外磁场下的磁熵变从28.7J/kg·K增加到32.6J/kg·K。     

Cr_3C_2含量和快淬速度对SmCo_(7-x)(Cr_3C_2)_x合金非晶化行为的影响(英文)

通过X射线衍射法(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和磁性测量等方法系统研究Cr3C2含量和快淬速度对SmCo7-x(Cr3C2)x(x=0.10-0.25)非晶化行为的影响。结果表明,在低的快淬速度下(20m/s)下,合金主要由SmCo7主相和少量Sm2Co17R相构成,且SmCo7相的晶粒尺寸随着Cr3C2含量x的增加而减小。随着快淬速度的增加,合金的XRD衍射峰强度变弱、衍射峰宽化,表明SmCo7主相的晶粒尺寸随着快淬速度的增加而减小。当快淬速度增加至40m/s时,SmCo7-x(Cr3C2)x(0.15≤x≤0.25)合金均形成了非晶态结构,合金的磁滞回线表现为软磁性的窄回线,矫顽力为0.004~0.007T。采用DSC对合金的晶化行为分析表明,在650°C时SmCo7相首先从非晶基体中析出,在770°C时Sm2Co17相析出。     

Effects of the doping element on crystal structure and magnetic properties of Sm(Co,M)7 compounds (M=Si,Cu, Ti,Zr, and Hf)

The crystal structure and magnetic properties of Sm(Co,M)₇ (M=Si, Cu, Ti, Zr, and Hf) compounds with the TbCu₇-type structure have been investigated by means of X-ray powder diffraction and magnetic measurements. For the Sm(Co,M)₇ compounds, the formation of the compound is dominated by the enthalpy of formation of MCo₇, atomic radius ratio of Sm to (Co, M) and the electronic configuration of the doping element M, while the site occupation of M is determined by the enthalpies of solution of M in liquid Sm and Co as well as by the electronegativity difference among M, Sm and Co. However, the Sm(Co,Cu)₇ compounds exhibit different stabilizing mechanism, which may be due to the large mutual solubility between Co and Cu in the Sm(Co,Cu)₇. The stabilizing element Si and Cu prefer to occupy the 3g site, whereas Ti, Zr and Hf have preference to occupy the 2e site. Both the saturation magnetization and Curie temperature of the Sm(Co,M)₇ compounds decrease with increasing M content, while the magnetic anisotropy increases with increasing M content. The magnetic anisotropy field is related closely to the content and site occupation of the doping element M, which agrees with the theoretical analysis based on the individual site contribution model.     

纳米晶SmCo_(8.9)Si_(0.9)永磁合金相变特征及其磁性能变化研究

首次制备出具有高稳定性的Sm Co_(8.9)Si_(0.9)纳米晶合金,进而系统研究了亚稳相Sm Co_(8.9)Si_(0.9)的相变特征及相应的磁性能变化规律。发现添加元素Si可以有效提高过饱和固溶体亚稳相SmCo_(9.8)的稳定性,随着热处理温度的升高,SmCo_(8.9)Si_(0.9)纳米晶合金由SmCo_(9.8)(H)结构的单相转变为Sm_2Co_(17)(H)和Co(fcc)相,且伴随相变,矫顽力提高。其机理源于析出的细小Co相造成钉扎机制增强。进一步升高热处理温度,Sm_2Co_(17)(H)相转变为Sm_2Co_(17)(R)相,同时晶粒长大明显且晶粒尺寸分布不均匀,导致磁性能下降。     

纳米晶SmCo7合金的相稳定性、相变行为及其对磁性能的影响

以纳米晶单相SmCo7合金块体为初始原料,通过系列退火系统研究了随着晶粒长大其物相组成和显微组织的演变特征。研究发现纳米晶SmCo7相从室温至600℃都能保持很好的相稳定性(晶粒长大十分缓慢)。而且研究发现纳米晶SmCo7相的失稳分解和晶粒的突发长大会同时发生。值得注意的是分解形成的Sm2Co17相大部分是以显微孪晶的形式存在,而SmCo5相则是呈圆形均匀分布于合金中。另外通过对具有不同晶粒尺寸和物相组成的纳米晶SmCo7合金的室温磁性能细致表征,发现单相SmCo7合金都具有非常优异的磁性能。而其中平均晶粒尺寸为33nm的单相SmCo7合金具有最高矫顽力,达到1164.54kA/m;平均晶粒尺寸为29nm的单相SmCo7合金具有最高的磁能积,达到95.65kJ/m3。     

主族元素掺杂对SmCo5合金结构和磁性能影响的第一性原理计算

建立了以Al、Ga、In、Sn等元素为例的主族元素掺杂SmCo₅合金的计算模型,基于第一性原理结合统计热力学方法研究了添加元素本征特性、掺杂浓度和温度对合金物相结构和磁学性能的影响。计算结果表明,主族元素的优先占位受元素理化性质和掺杂体系占位空间大小两方面的影响;Al和Ga的添加有利于SmCo₅体系保持结构稳定性,且Al的占位概率随温度变化不明显,适用于较宽的温度范围。几种主族元素添加均削弱SmCo₅体系的总磁矩,而In掺杂体系具有相对较大的总磁矩,主要原因是In原子半径较大,引起掺杂体系晶格畸变,使In周围次近邻的Co原子出现磁矩增大的现象,对体系的总磁矩下降具有弥补作用。基于计算结果分析优选出利于SmCo₅体系结构稳定性和磁性能的主族元素Al和In,且预测了Al和In的最佳掺杂浓度范围。     

Magnetic structures of R2RhSi3 (R=Ho, Er) compounds

Powder X-ray and neutron diffraction and magnetic measurements have been performed on R₂RhSi₃ (R=Ho and Er) compounds at low temperatures. The compounds crystallize in a derivative of the hexagonal AlB₂-type structure. The crystal structure parameters have been refined on the basis of the X-ray and neutron diffraction patterns collected in the paramagnetic region. These compounds are antiferromagnets with Néel temperatures of 5.2 K for Ho₂RhSi₃ and 5 K for Er₂RhSi₃. Both compounds exhibit collinear magnetic structures, described by the propagation vector k=(1/2,0,0) for Ho₂RhSi₃ and k=(0,0,0) for Er₂RhSi₃. This magnetic order is stable in the temperature range between 1.5 K and the Néel temperature.     

稀土钐钴永磁功能合金膜的电沉积制备及磁学性能

在尿素-NaBr-KBr-甲酰胺体系中电沉积制备稀土-铁系金属（Sm-Co）合金,研究沉积液中主盐浓度配比、电流密度等工艺参数对沉积膜的形貌及合金含量的影响。用扫描电镜（SEM）观察金属Sm-Co合金沉积膜表面形貌,结果表明,金属Sm-Co合金沉积膜较平整均匀,呈现银灰色;X射线衍射（XRD）分析表明稀土金属Sm-Co合金为SmCo5六方晶体;特征X射线谱（EDS）证明沉积膜由金属Sm、金属Co和极少量的O、C组成,单质Sm的含量（质量分数）为29.07%,单质Co含量为63.51%;Sm与Co的摩尔比约为1：5;经Ar离子对样品表面层溅射后,X射线光电子能谱（XPS）测定结果进一步证明,沉积层为单质Sm和单质Co。并研究了Sm-Co合金的磁学性能,如矫顽力、磁矩及最大磁能积。用聚乙烯醇保护膜涂附可以防止稀土合金氧化。