R2Fe14B化合物及其稀土置換的晶胞結(jié)構(gòu)及磁性能的理論計(jì)算研究.pdf

1、風(fēng)能及新能源汽車的迅速發(fā)展對(duì)超強(qiáng)永磁體提出了新的要求,釹鐵硼永磁體作為第三代永磁體是目前的研究熱點(diǎn)。含鏑釹鐵硼磁體以其優(yōu)越的性能獲得了較為廣泛的使用,重稀土元素的作用機(jī)理的研究至關(guān)重要。同時(shí)在各國(guó)的稀土戰(zhàn)略的部署下,稀土資源的合理利用也成為了研究熱點(diǎn),重稀土元素價(jià)格高昂,輕稀土元素間的相互作用也是世界上的研究熱點(diǎn)。為了研究釹鐵硼永磁體的磁性機(jī)理以及輕重稀土元素置換對(duì)磁性能的影響,采用基于第一性原理投影綴加波和梯度矯正局域密度近似(PAW

2、-GGA),研究了Nd2Fe14B、 Dy2Fe14B及Ce2Fe14B三元系的基態(tài)晶格屬性,進(jìn)而對(duì)Dy在Nd2Fe14B晶格中的置換以及Ce在Nd2Fe14B晶格中的置換進(jìn)行了研究,并對(duì)其形成能、原子磁矩及電荷密度進(jìn)行了分析。
　　研究結(jié)果顯示, Nd2Fe14B的形成能高于Dy2Fe14B的形成能, Dy2Fe14B的形成能高于Ce2Fe14B的形成能。在電荷密度圖中進(jìn)行了解釋,在R2Fe14B三元系中,Dy2Fe14B中Fe

3、-B的作用比Nd2Fe14B中強(qiáng)烈,而Ce2Fe14B中Ce-B的作用比前兩者都要強(qiáng)烈。
　　置換計(jì)算表明,Dy原子傾向于置換Nd2Fe14B晶格中4f位的稀土原子。在Nd置換Ce2Fe14B的晶胞中,置換能皆為正,這表明Nd不傾向于置換Ce2Fe14B中的Ce,進(jìn)入4f位所需的置換能更高。磁矩計(jì)算表明,在R2Fe14B(R:稀土元素)晶格中,4f位的稀土元素與Fe原子作用更強(qiáng),對(duì)磁性能的影響更大.稀土原子與Fe的作用與距離呈正相