Cu掺杂对Mn_(1.28)Fe_(0.67)P_(0.48)Si_(0.52)化合物力学性能及磁性能的影响

在氩气保护下用高能球磨机械合金化和固相粉末烧结法制备了系列化合物Mn_(1.28)Fe_(0.67)P_(0.48)Si_(0.52)(x=0,0.5,0.10,0.15,0.20)。通过X射线衍射、同步辐射X射线吸收光谱和磁性测量研究了该化合物的物相结构与磁性能。Mn_(1.28)Fe_(0.67)P_(0.48)Si_(0.52)系列化合物为Fe2P型六角结构,空间群为P-62m。该系列化合物随着Cu掺杂含量的增加晶胞沿a,b方向收缩,沿c方向膨胀的趋势,但是晶胞体积无明显变化。同步辐射X射线吸收光谱分析结果表明,该系列化合物中Cu原子在3f晶位替代部分Fe原子。居里温度在x=0,0.05,0.10时变化不大,分别为255,242及257K;相转变速率随Cu含量的增加而变小。但在x=0.15时居里温度明显降至182K;相转变速率也回升,并在20K以内完成转变。在0~1.5T外加磁场变化下,最大磁熵变为11.1J/(kg·K)。力学性能随着Cu掺杂含量的增加而有显著提高,抗压强度从无掺杂时的P=53.64 MPa到x=0.20时P=136.65 MPa,增加率达到154%。     

Er2AlFe12Mn4化合物的反常热膨胀

利用X射线衍射和磁测量手段对Er2AlFe12Mn4化合物磁性和结构进行了研究,结果表明室温下Er2 AlFe12Mn4化合物具有单相的Th2Ni17型结构,其居里温度约为230K.在106～652K温度范围内对Er2AlFe12Mn4化合物做变温X射线衍射测量,结果表明在236～259K的温度区间出现反常热膨胀现象,其平均热膨胀系数α≈-2.03×10-5/K.     

反常Hall效应在非晶结构弛予研究中的应用

本文用Hall效应法测量由热处理引起的Fe_(40)Ni_(40)P_(14)B_6非晶磁性合金居里温度T_c的变化,研究了该合金的结构弛予。并用Hall效应法测量了Fe_(40)Ni_(40)P_(12)B_8非晶磁性合金反常Hall系数R_1随温度T的变化,同时测得居里温度T_c和晶化温度T_x。实验证明,Hall效应法是研究非晶磁性合金结构弛予的一种有效手段。     

La0.8Pr0.2Fe13-xSix金属间化合物的晶体结构和磁熵变研究

通过X射线衍射和磁性测量等手段对所制备的金属间化合物La0.8Pr0.2Fe13-xSix(x=1.8,2.0)的结构和磁性进行了研究.结果表明,在1373K温度下,经过5天退火所得的金属间化合物La0.8Pr0.2Fe13-xSix(x=1.8,2.0)晶体均为单相立方NaZn13型结构;另当Si含量由1.8变为2.0时,引发了晶格体积收缩,居里点升高.当x=1.8时,该化合物在居里温度Tc为210K处具有大的磁熵变|ΔSM|,在0～1.5T的磁场下|ΔSM|max为10.43J/(kg·K).当x=2.0时,该化合物在居里温度Tc为226K处具有最大的磁熵变|ΔSM|, 在0～1.5T的磁场下|ΔSM|max为5.23J/(kg·K).大磁熵变来源于Tc处磁化强度的陡峭变化和Tc以上磁场诱发的巡游电子变磁性转变.     

MnFe1-xTixP0.77Ge0.23化合物的结构与磁性

利用高能球磨法和粉末烧结法制备了MnFe_1-xTi_xP_0.77Ge_0.23(x=0.03, 0.04, 0.06, 0.08, 0.09)系列化合物。室温X射线衍射结果表明化合物均呈现Fe₂P型六角结构,随着Ti含量的增加,晶格常数a、b减小,晶格常数c增大,晶胞体积有所增大。变温X射线衍射实验结果表明,MnFe_0.94Ti_0.06P_0.77Ge_0.23化合物在305～350 K温度区间内发生铁磁到顺磁的相转变,存在磁弹耦合现象。MnFe_1-xTi_xP_0.77Ge_0.23(x=0.03, 0.04, 0.06, 0.08, 0.09)化合物的磁性测量结果表明随着Ti含量增加化合物的居里温度降低,热滞变大,最大等温磁熵变减小。     

Y2Al3Fe11Mn3化合物的负热膨胀

利用X射线衍射及磁测量手段研究了Y2Al3Fe14-xMnx系列化合物的结构.结果表明,该系列化合物具有Th2Ni17型结构;随着x的增加,化合物的单胞体积呈现非线性的变化,这表明在化合物的磁相变点附近存在较大的正的本征磁致伸缩.对Y2Al3Fe11Mn3化合物进行的变温X射线衍射研究表明,该化合物在其居里点附近(185～200 K)具有负热膨胀性质,其热膨胀系数为-7.5×10-5/K.     

Pr2AlFe16-xMnx化合物的反常热膨胀及磁性

通过X射线衍射及磁测量实验研究了Pr2AlFe16-xMnx化合物的结构与磁性,结果表明Pr2AlFe16-xMnx化合物具有Th2Zn17型结构;随着锰替代量的增加,化合物的单胞体积呈现先小后大的非线性增加,分析表明该类化合物在其磁相变点附近存在较大的正的本征磁致伸缩现象.进一步对Pr2A-1Fe13Mn3化合物进行的变温X射线衍射研究表明,该化合物在其居里点附近(180～198K)存在负热膨胀现象,其热膨胀系数为-3.6×10-4/K.磁性测量表明随着锰含量的增加Pr2A-lFe16-xMNX化合物的居里温度及自发磁化强度都急剧下降,对这些现象进行了解释.     

退火温度对Ni_(51.33)Mn_(33.23)In_(15.43)薄膜微观结构和磁性能的影响

采用射频磁控溅射方法在Si(100)衬底沉积Ni-Mn-In磁性形状记忆合金薄膜。系统研究了退火温度对Ni_(51.33)Mn_(33.23)In_(15.43)薄膜显微组织结构和磁性能的影响。研究表明,退火温度为873K时薄膜已完全结晶,随退火温度增加,薄膜表层颗粒细化。退火后薄膜的X射线衍射图表明,Ni_(51.33)Mn_(33.23)In_(15.43)薄膜均由立方L21奥氏体母相和14M调制马氏体相组成。Ni_(51.33)Mn_(33.23)In_(15.43)薄膜母相晶格常数、马氏体相的晶胞体积和薄膜平均晶粒尺寸均随退火温度增加而增大。Ni_(51.33)Mn_(33.23)In_(15.43)磁性记忆合金薄膜室温初始磁化曲线表明,在1.8T磁场下,薄膜均未达到磁饱和。随退火温度增加,薄膜的初始磁化强度先增加后减小,在退火温度为973K时达到最大。室温磁滞回线结果表明,Ni_(51.33)Mn_(33.23)In_(15.43)薄膜的矫顽力较小,呈现出典型的软磁性。     

La0.8Ce0.2Fe13-xSix金属间化合物的晶体结构和磁熵变研究

通过X射线衍射和磁性测量等手段对金属间化合物La0.8Ce0.2Fe13-xSix(x=1.8、2.0)的结构和磁性进行了研究.结果表明,经过对铸态样品进行24h短时间退火所得的金属间化合物La0.8Ce0.2Fe13-xSix(x=1.8、2.0)晶体均为单相立方NaZn13型结构;Si含量的增加,导致晶格体积收缩,居里点升高.当x=1.8时,该化合物在居里温度Tc约175K具有大的磁熵变|△SM|,在1T的磁场下|△SM |max为4.79J/kg·K,大的磁熵变来源于Tc处磁化强度的陡峭变化和Tc以上磁场诱发的巡游电子变磁转变.     

磁控功能合金功能行为的原位表征——高能X射线与中子衍射技术

报道了课题组在国际上率先开展利用同步辐射高能X射线衍射和中子衍射技术,成功地实现了多场(温度场,磁场,应力场)耦合作用下,铁磁性记忆合金微结构、晶粒取向、磁结构、母相与变体取向及其与功能行为耦合的原位研究。利用原位飞行时间中子衍射技术,跟踪了铁磁性形状记忆合金Ni-Mn-Ga在单轴压力下马氏体变体的转变行为,这是目前其它方法(如EBSD)仍无法实现的。测试了M_s点为393K的Ni_(47)Mn_(25)Ga_(22)Co_4合金在不同的单轴压力(0,-60MPa,-110MPa,-140MPa,-7MPa)下从523～298K之间的中子衍射花样,并利用GSAS软件获得了不同单轴压力下马氏体相的反极图(IPFs)。利用高能球磨及后续热处理的方法制备出了Ni_(51)Mn_(27)Ga_(22)纳米颗粒。铁磁性Ni_2MnGa纳米颗粒功能行为受晶粒尺寸,原子有序度及固有磁结构交互作用的影响,经历了各种不同的结构转变序,这与它们相应的块体材料是完全不同的。通过高能球磨法制备出尺寸分布均匀约10 nm左右的Ni_(51)Mn_(27)Ga_(22)颗粒,其室温晶体结构由原始的体心四方结构转变为一种无序面心立方结构。...     

Co 基非晶态合金的脆性及其正电子湮没参数

用 Doppler 展宽能谱测量了 Co_(64.8)Fe_(7.5)Mo_(0.5)S_(4.3)B_(22.9)(A)、Co_(66.0)Fe_(4.0)Ni_(2.0)Mn_(5.0)Si_(9.0)B_(14.0)(B)、Co_(66.0)Fe_(4.0)Mn_(7.0)Si_(9.0)B_(14.0)(C)3种 Co 基非晶态合金原始喷带和它们在不同温度等时热处理后的线形 S 参数并辅以示差热分析、X 射线衍射实验。结果表明,3种合金的原始喷带韧性好坏依 A、B、C 变劣,其 S 参数大小亦按此顺序排列。分析认为 Co 基非晶态合金的脆性部分原因是由于条带中存在和产生了“预晶化团”。     

Ni0.75Fe0.25MnGe1.01合金的相变和磁热效应研究

通过研究Ni_(0.75)Fe_(0.25)MnGe_(1.01)合金的结构和磁性,发现Ni2In型结构的奥氏体相可以在室温下稳定存在,并且该合金的一阶马氏体相变与二阶铁磁相变温度相邻,从而扩宽了该合金的工作温度区域,使其在磁制冷方面有重要应用。同时在研究中发现,当磁场增大时,合金的相变温度降低。最后,在马氏体相变温度和居里温度附近各得到了正、负磁熵变。     

巨大晶胞化合物Ho117Fe52Ge112的结构磁性能研究

利用X射线衍射技术和振动样品磁强计（VSM）研究了巨大晶胞三元化合物Ho117Fe52Ge112的结构与磁性能,测定了外加磁场为0．5T时该化合物的磁矩随温度的变化关系。该化合物具有Tb117Fe52Ge112结构类型,空间群为Fm3m（No．225）点阵参数为a=2．80832（8）nm。在90K到室温的范围内,Ho117Fe52Ge112的磁化率与温度关系服从居里——外斯定律,每个化学式有效磁矩的实验值为ueff=111．25us。测定了室温（300K）时磁矩随外加磁场的变化关系。当外加磁场到2．1T时,该化合物的磁矩约为3．61emu／g,还没有达到饱和状态。     

Fe25 Co25 Ni25 Cr5 P10 B10高熵块体非晶态合金磁热效应的研究

利用Fluxing提纯处理和J-Quenching技术相结合的方法成功制备了最大尺寸为1.2 mm的Fe_(25)Co_(25)-Ni_(25)Cr_5P_(10)B_(10)高熵块体非晶态合金,并对它的磁热性能进行的表征和研究,以探讨高熵效应对非晶态合金磁热性能的影响。目前的高熵块体非晶态合金的居里温度为572 K。在外加磁场为1.5和5 T时,它的最大等温磁熵变和制冷能力的值分别为0.66 J/(kg·K),42.9 J/kg和1.88 J/kg,136.1 J/(kg·K)。与其它非晶态合金磁热性能的对比显示,高熵效应对非晶态合金磁熵变似乎并没有明显影响,但高熵非晶态合金磁熵变随温度变化曲线显示了较大的半高宽温度区间。     

Sr_(2-x)Ga_xFeMoO_6的磁学性能研究

采用固相反应法成功制备了双钙钛矿化合物Sr_(2-x)Ga_xFeMoO_6(x=0.00,0.03,0.05)。样品的X射线衍射图谱表明所有样品均为四方相结构,空间群为I4/m。通过样品的场冷曲线求得样品的居里温度分别为370、355、338 K。样品的低温磁化强度测量结果表明只需要很小的磁场就能使样品达到饱和状态。随着掺杂量的增加,样品的磁转变区间被扩宽。x=0.00样品的磁熵变最大值出现在居里温度附近,2.5T磁场下,最大磁熵变值为0.59 J/kg·K,相对制冷功率为68.88 J/kg。     

柔性衬底上Ni_(81)Fe_(19)/Ni_(50)Mn_(50)双层膜交换偏置效应研究

目的:探究制备在聚酰亚胺PI柔性衬底上的Ni_(81)Fe_(19/)Ni_(50)Mn_(50)双层膜的交换偏置效应。方法:采用直流磁控溅射技术分别在硅片和PI衬底上制备Ni_(81)Fe_(19)/Ni_(50)Mn_(50)双层膜,经相同温度退火处理后使用振动样品磁强计测试样品的磁滞回线。结果:柔性衬底上生长的双层膜的交换偏置场大小基本等于硅衬底上生长的,但其矫顽力始终比硅衬底上的大;薄膜的交换偏置场和矫顽力随着铁磁层厚度增大呈线性减小,随着反铁磁层厚度增大呈先增大后减小最后稳定的趋势,柔性衬底上薄膜的交换偏置场和矫顽力还会随着测量温度的升高而下降直至消失。结论:Ni_(81)Fe_(19/)Ni_(50)Mn_(50)双层膜的交换偏置场和矫顽力会受到铁磁层厚度、反铁磁层厚度和测量温度的影响,其中矫顽力还会受到衬底类型的影响。     

Nd2AlFe12Mn4化合物的本征磁致伸缩

通过X射线衍射及磁测量手段研究了Nd2AlFe12Mn4化合物的热膨胀性质及本征磁致伸缩性质.研究结果表明Nd2AlFe12Mn4化合物在103～654K的温度范围内具有菱方相的Th2Zn17型结构.在183～244K的温度范围内具有负热膨胀性质,其平均热膨胀系数α=-9.01×10-5/K.对本征磁致伸缩的研究结果表明Nd2AlFe12Mn4化合物中存在着较强的各向异性的本征磁致伸缩,103K时其本征体磁致伸缩约为9.3×10-3.磁测量研究结果表明Nd2AlFe12Mn4化合物的居里温度约为210K,比其母合金Nd2AlFe16低约260K,分析认为这是3d次晶格中Mn磁矩与Fe磁矩反铁磁耦合的结果.     

RFe7Mn4Ti化合物的结构和磁性

利用真空电弧熔炼和真空热处理制备RFe7Mn4Ti(R=Y、Tb、Dy、Ho和Er)化合物样品。室温粉末样品的X射线衍射和热磁曲线测量表明：所有这些化合物都具有单ThMn12型结构．其晶格常数a、c和单胞体积V随着稀土元素的不同而变化。在DyFe7MmTi和HoFe7Mn4Ti化合物的热磁曲线上出现了明显的补偿特征．补偿温度分别约为123K和90K。本文还给出了这些化合物的居里温度和饱和磁化强度。     

La0.67-xCa0.33MnO3系列样品的磁热效应

用溶胶-凝胶法制备了不同空位浓度掺杂的La0.67-xCa0.33MnO3系列样品(x=0.00,0.02,0.06,0.10),用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的形态和颗粒大小,X射线衍射实验结果显示样品为单相钙钛矿结构,用振动样品磁强计(VSM)测量了样品的磁化强度随温度变化的M-T曲线和起始磁化M-H曲线.研究了空位浓度对样品的居里温度Tc和磁熵变的影响.结果表明,空位浓度的掺杂将样品的居里温度Tc提高至室温附近,磁熵变得到增强.对于经历了一级相变的样品La0.67-xCa0 33MnO3(x=0.02),在居里温度Tc(277 K)附近和1T外磁场下,最大磁熵变达到了2.78 J/(kg·K).     

哈斯勒合金Ni_(44)Ag_6Mn_(38)Sn_(12)的马氏体相变及其磁性

使用熔体快淬法制备了Ni_(44)Ag_6Mn_(38)Sn_(12)合金样品,并通过X射线衍射仪和PPMS磁性测量,分析了合金样品的晶体结构和磁热效应。研究结果表明,在室温条件下合金样品的晶体结构为L21立方奥氏体型;通过热磁曲线可知,在220K附近合金样品出现马氏体相变;同时在室温附近存在居里温度为311K的顺磁态-铁磁态的二级磁相变。此外,由等温磁化曲线可知在马氏体相变附近磁化强度变化剧烈,根据Maxwell方程,合金样品在5T的外加磁场下,227K时最大磁熵变达到较高的11.38J/kg·K,相对制冷量同时达到113.8J/kg。