SmCo5型中熵、高熵金属间化合物的结构与磁性

以SmCo₅为原型,设计了3种中熵金属间化合物(Sm_1/3Ce_1/3Pr_1/3)Co₅、(Sm_1/3Ce_1/3Nd_1/3)Co₅、(Sm_1/3Pr_1/3Nd_1/3)Co₅和1种高熵金属间化合物(Sm_1/4Ce_1/4Pr_1/4Nd_1/4)Co₅,并采用原子半径差和混合焓预测了形成单相结构的可能性. 应用真空电弧熔炼技术成功制备了4种金属间化合物. 采用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS) 和振动样品磁强计(VSM) 表征了样品的物相、成分和磁学性能. 结果表明:4种化合物均为单相,具有六方CaCu₅结构,空间群为P6/mmm,稀土原子占据1a位置;稀土位置上的原子浓度为等原子比;化合物的室温磁化行为遵循Langevin模型,磁化强度依赖于化合物的成分;磁价模型计算证实了化合物(Sm_1/3Ce_1/3Pr_1/3)Co₅、(Sm_1/3Ce_1/3Nd_1/3)Co₅和(Sm_1/4Ce_1/4Pr_1/4Nd_1/4)Co₅中的Ce为+4价,对磁矩没有贡献.     

一些A2,B2型结构电子化合物的价电子结构分析及相变点计算

本文应用经济电子理论对一些具有Ａ２，Ｂ２型结构的电子化合物进行了价电子结构分析及相变点计算，指出了Ｈｕｍｅ－Ｒｏｔｈｅｒｙ和Ｐａｕｌｉｎｇ在合金元素价数问题上的矛盾所在，并分析了电子化合物相的稳定性因素。     

NdIn_(3-x)Mn_x合金化合物的结构和磁电输运性质

本文应用非自耗真空电弧炉制备稀土NdIn3-xMnx(x=0,0.2,0.3,0.5)合金化合物.采用X射线粉末衍射(XRD)研究其相成分和结构,利用TREOR对衍射数据进行指标化,采用Rietveld全谱拟合分析方法测定了NdIn3-xMnx的晶体结构.结果表明:当x≤0.3时,为具有AuCu3型结构,空间群为Pm3m,Z=1,点阵常数a=4.640(6)-4.738(7);当x=0.5时,化合物中出现杂相In.在x≤0.3固溶区,Mn原子部分取代In原子占据3c(0.5,0.5,0)晶位,Nd原子占据1a(0,0,0)晶位.NdIn3-xMnx的磁化曲线显示:当x≤0.2时,呈现出顺磁结构;当x=0.3时,呈现出弱铁磁性和顺磁性的混合.NdIn2.7Mn0.3电阻率在0–300 K区间变化呈半金属性.     

新型GdGa_(3-x)Mn_x结构和磁性

应用非自耗真空电弧炉制备稀土GdGa3-xMnx(x=0,0.1,0.2,0.3)系列合金.采用粉末X射线衍射(XRD)研究合金的相结构,利用晶面指数尝试法及最小二乘法(TREOR)对衍射数据进行晶面指标化,采用Rietveld全谱拟合分析方法测定了GdGa3-xMnx的晶体结构.结果表明,GdGa3-xMnx(x=0,0.1,0.2,0.3)主相结晶成六方型结构的合金化合物,空间群P6/mmm.Gd原子占据1a(0,0,0)晶位,Ga原子分别占据2d(1/3,2/3,1/2)和2e(0,0,z)晶位,Mn原子部分替代Ga占据2e晶位.应用振动样品磁强计(VSM)测量了GdGa3-xMnx样品的磁化曲线(M-H).在Gd-Ga-Mn体系中,Mn原子对磁性有贡献,在低Mn区合金呈顺磁性;随Mn含量增加,呈现出弱铁磁性和顺磁性的混合.在0~1.5 T磁场下对其M-H曲线进行拟合,随着Mn含量的增加,磁化率xP与饱和磁化强度Ms先增后减,而与外场相关的参数a,b,c先减后增,并且均在x=0.2时达到极值,说明Mn的掺杂对GdGa3-xMnx的磁性能产生了较大影响.     

La-Mg-Ni/Co储氢合金中的相结构

应用真空电弧熔炼方法制备La-Mg-Ni/Co5：19和2：7型储氢合金.应用X射线衍射系统研究这两类合金的相结构,并测定各相的原子占位.研究表明：5：19型的（La1-xMgx）5Co19合金是由Pr5Co19,LaCo5和LaSb3V3种类型结构组成;在2：7型的（La1-xMgx）2Ni7合金中,除了（La0.85Mg0.15）2Ni7合金只含LaNi5类型相结构外,其他合金均含有LaNi5类型相结构及LaNi3或La2Ni7类型相之一.应用尝试法确定合金中各相的晶胞参数和体积的变化规律,并利用Rietveld全谱拟合分析方法测定了（La0.95Mg0.05）2Ni7合金的相结构及相含量.研究表明：两种储氢合金相结构中主相与晶界相的点阵常数之间存在良好的共格性.Mg原子同时部分取代La和Ni原子,随着Mg含量的增加,晶胞内空隙变大.由于吸收的H原子将占据这些空位,所以空位空间的增加有助于容纳更多的H.这暗示Mg原子的占位导致的晶体畸变与储氢合金储氢能力相关,同时由于Mg原子与H原子之间强的亲和力,以及主相与晶界相之间的共格关系,可以使得H原子更容易进人合金中,并形成稳定的相结构.     

化合物SmCo7-xTix的磁性及电子结构

用自旋极化的MS-Xα方法研究了化合物SmCo_7-xTi_x的电子态密度、自旋能级劈裂及原子磁矩. 研究表明, 由于化合物中Sm-Co间的轨道杂化效应, 使Sm(5d⁰)空轨道上占据了部分5d电子. 5d-3d 电子间的直接交换作用, 构成Sm-Co间的主要耦合方式, 这是在化合物中形成长程磁有序的一个重要因素. SmCo_7-xTi_x的居里温度比金属Co明显降低, 主要是因为2e位原子与其他原子之间存在着负交换耦合作用, 从而使Co-Co之间交换劈裂平均值减少的缘故. 研究结果也表明, 掺杂原子Ti使2e位的负耦合作用减弱, Fermi面处电子间键合作用增强, 化合物的系统自由能降低, 从而有利于形成稳定的铁磁性结构. 考虑到Fermi面处4f电子的扩展特征, 以及化合物中轨道杂化效应所产生的部分5d电子, 可以得到化合物总磁矩为9.47 μ_B, 与实验值基本符合.     

一些A_2，B_2型结构电子化合物的价电子结构分析及相变点计算

本文应用经验电子理论对一些具有Ａ＿２，Ｂ＿２型结构的电子化合物进行了价电子结构分析及相变点计算。指出了Ｈｕｍｅ－Ｒｏｔｌｉｅｒｙ和Ｐａｕｌｉｎｇ在合金元素价数问题上的矛盾所在，并分析了电子化合物相的稳定性因素．     

纳米单相NdFeB永磁材料的有效各向异性和矫顽力

研究了纳米Nd₂Fe₁₄B永磁材料中晶粒交换耦合相互作用对磁体有效各向异性的影响和变化规律. 结果表明, 晶粒间交换耦合相互作用使材料的有效各向异性常数K_eff随晶粒尺寸的减小而逐渐下降, K_eff随晶粒尺寸的变化与矫顽力的变化规律相似. 纳米单相永磁材料有效各向异性的减小是矫顽力降低的主要原因. 为保证纳米NdFeB永磁材料具有需要的各向异性和矫顽力, 晶粒尺寸应不小于35 nm.     

Fe，Co，Ni的价电子结构分析及物理性能计算

应用《固体与分子经验电子理论》计算了α-Fe,β-Co和Ni的价电子结构,在此基础上,计算了它们的居里温度、磁矩、结合能和熔点．计算结果与实验值相符．根据计算结果：这些元素的磁矩只与磁电子相关;居里温度除与磁电子相关外,还与磁性原子间的距离有关;结合能随共价电子数的增加而增大,随磁电子与哑对电子之和的减小而增大;对熔点起主要作用的是最强键上的共价电子对数,晶格电子项作用微弱,哑对电子起削弱作用,单个磁电子的作用可忽略．这些结果表明：α-Fe,β-Co和Ni的物理性能与其价电子结构密切相关,轨道间价电子的转化将改变这些磁性金属的物理性能．     

Cu1-x Cox InTe2稀磁半导体的制备及磁学、光学性质

采用真空电弧熔炼技术制备Cu_1-xCo_xInTe₂(Co元素掺杂比x=0, 0.1, 0.2, 0.3)稀磁半导体。利用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)分别表征样品的晶体结构、磁学性质和光学性质。研究表明:4种稀磁半导体中主相均为Cu_1-xCo_xInTe₂,具有四方结构,空间群为I42d。掺杂的Co原子与Cu原子共同占据4a(0, 0, 0)晶位,In原子占据4b(0, 0, 1/2)晶位,Te原子占据8d(x, 1/4, 1/8)晶位。Cu_1-xCo_xInTe₂呈现室温铁磁性,其室温磁化遵循Langevin模型,随着x的增加,其饱和磁化强度增大。调控Co掺杂量,可以提高Cu_1-xCo_xInTe₂稀磁半导体的光吸收带宽E_g,使其具有太阳能光伏材料的应用可能性。