TbDyFeCo（B）合金的穆斯堡爾效應(yīng)和磁致伸縮性能研究.pdf

1、Tb-Dy-Fe超磁致伸縮合金由于具有室溫超磁致伸縮性能和低磁晶各向異性常數(shù)，在機(jī)械、電子、軍事等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在Tb-Dy-Fe合金中進(jìn)行稀土、過(guò)渡族金屬或者小原子半徑元素的替代或摻雜，改善其內(nèi)稟磁性或應(yīng)用性能，一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 本文采用真空電弧熔煉法制備了Tb<,0.3>Dy<,0.7>Fe<,2>、Tb<,0.36>Dy<,0.64>(Fe<,1-x>Co<,x>(x≤0.30)以及Tb<,0.36>Dy<

2、,0.64>(Fe<,0.85>Co<,0.15>)<,2-y>By(y≤0.15)合金，利用X射線衍射、SQUID)、穆斯堡爾譜和SEM等方法研究了Co和B元素替換Fe對(duì)Tb<,0.36>Dy<,0.64>Fe<,2>合金的磁性和磁致伸縮性能的影響。獲得了以下主要結(jié)論： Tb<,0.36>Dy<,0.64>(Fe<,1-x>Co<,x>)<,2>(x≤0.30)合金的穆斯堡爾譜由強(qiáng)度比為1：3的兩套六線亞譜組成，分別代表了不同

3、晶位的Fe原子特征，表明它們的易磁化方向在室溫時(shí)均為<111>，在室溫具有大磁致伸縮效應(yīng)。超精細(xì)場(chǎng)H<,hf>隨Co含量增大而增大，表明過(guò)渡金屬亞點(diǎn)陣的磁矩增強(qiáng)。由于體積效應(yīng)和電荷轉(zhuǎn)移共同作用導(dǎo)致中心位移CS隨Co含量的增加先減小后增大。隨著Co的加入，核處的電場(chǎng)梯度增大，四極劈裂值QS(Ⅰ)及QS(Ⅱ)的絕對(duì)值均隨Co含量的增大而增加。超精細(xì)參數(shù)的變化，主要是Fe的3d電子能帶的填充發(fā)生了改變，可以很好地解釋Tb-Dy-Fe-Co(x

4、≤0.30)合金的磁性轉(zhuǎn)變溫度和磁化強(qiáng)度的變化。 Tb<,0.36>Dy<,0.64>(Fe<,0.85>Co<,0.15>)<,2-y>By(y≤0.15)合金的基體相仍具有C15型立方Laves相結(jié)構(gòu)，其晶格常數(shù)隨B含量增加而降低，在y=0.10時(shí)達(dá)到最小值，隨后隨B含量繼續(xù)增加而增大。這可能是B先占據(jù)替代位置后占據(jù)間隙位置有關(guān)。隨B含量增加，Tb<,0.36>Dy<,0.64>(Fe<,0.85>Co<,0.15>)<,2

5、-y>By(0≤y≤0.15)合金中富稀土相的量增多。居里溫度T<,C>和自旋再取向溫度T<,r>隨B含量增大而增大。飽和磁化強(qiáng)度隨B含量增大而降低。B的加入導(dǎo)致磁晶各向異性常數(shù)K<,1>增大。綜合來(lái)看，當(dāng)y=0.05時(shí)，合金在高磁場(chǎng)中的λ/K<,1>達(dá)到最大值，表明該合金具有最好的高場(chǎng)磁致伸縮性能。 通過(guò)研究Tb<,0.36>Dy<,0.64>(Fe<,0.85>Co<,0.15>)<,2-y>By(y≤0.15)合金的穆斯堡

6、爾譜，發(fā)現(xiàn)其<111>易磁化方向保持不變，因而在室溫具有巨磁致伸縮。超精細(xì)場(chǎng)H<,hf>隨B含量增加而增加，能很好解釋磁性轉(zhuǎn)變溫度和飽和磁化強(qiáng)度的變化。由于Fe的3d能帶和B的2p能帶之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致Fe的磁矩μ<,Fe>增加，從而使超精細(xì)場(chǎng)增強(qiáng)。另一方面，當(dāng)B含量)，y≤0.10時(shí)，主要是Fe自旋向下3d能帶中的電子轉(zhuǎn)移到B的2p能帶，3d電子對(duì)Fe原子核的屏蔽作用降低，使其周圍的s電子云密度增加，最終導(dǎo)致中心位移CS降低；當(dāng)B