多铁性铬氧化物YCrO3体系的磁特性及比热研究

系统研究了低温条件下铬氧化物YCrO3体系的磁特性及比热特点.实验结果表明,在高温区(T＞140 K)直流磁化率随温度的变化遵从居里-外斯定律,YCrO3体系处于顺磁状态,样品的有效平均磁矩μefr=3.99μB、顺磁居里-外斯温度TCw =-340 K,即体系具有反铁磁性.在TN =140 K附近,YCrO3体系经历了由顺磁态向倾角反铁磁态的相转变,其自旋磁结构一直保持为Г4(Gx,Ay,Fz;FRz);低温条件下(T＜140 K),体系具有完整闭合的磁滞回线,表明YCrO3样品具有反铁磁性的同时,具有明显的弱铁磁性,且随温度的降低铁磁性逐渐增强.对应于磁相变温度TN,比热曲线在140 K附近出现尖锐的λ形反常突起,由于Y离子没有磁性,显示了Cr3+磁矩亚晶格的顺磁-反铁磁相变对比热的贡献.     

Mn和Fe掺杂SnO2的水热合成与磁结构研究

采用水热法合成了Sn1-x-yMnxFeyO2(0≤x≤0.10, 0≤y≤0.10)稀磁半导体. 通过XRD, Raman, TEM, SQUID和Mössbeaur等技术对化合物进行了结构和性能的表征. 结果表明, XRD中没有出现第二相的沉积, Raman光谱中出现了Mn位于SnO2晶格中的局域模式. 磁性测试结果表明, 当x=0.10, y=0时, 样品在低温下具有较强的磁化强度, 但室温下其磁化强度急剧降低. 而y=0.10, x=0时, 样品的磁化强度和矫顽力都比较小, 但随温度的改变变化不大, Mössbeaur谱测试结果表明, 其中的Fe一部分是铁磁耦合的, 拟合得到超精细场和同质异能移等参数表明, 铁磁性来源于Fe替代SnO2本征性能. Mn和Fe共同掺杂的样品的磁化强度随x的减少和y的增加而减少, 矫顽力却相对于单一元素掺杂的样品大大增加.     

(Nd1-xYx)3Fe27.31Ti1.69化合物的结构与磁性研究

制备了(Nd1-xYx)3Fe27.31Ti1.69(0≤x≤0.6)系列化合物,通过X射线衍射和磁性测量等手段研究了它们的结构和磁性.这些化合物均为Nd3(Fe,Ti)29型结构,A2/m空间群.化合物晶胞体积随Y含量增加而单调减少,居里温度Tc随Y含量增加略有降低,说明化合物的居里温度主要由Fe-Fe之间的交换相互作用所决定.温度为5K时,饱和磁化强度Ms随Y含量的增加而单调降低,与一个简单的稀释模型预期结果一致.所得化合物在低温下均发生自旋重取向,自旋重取向温度Tsr随Y含量增加而单调降低,从x=0时的232K减小到x=0.6时的121K.基于磁晶各向异性的研究结果确定了所得化合物的自旋相图.     

Nd2Fe14.5Cr2.5化合物的结构和相变

通过X射线衍射、差热分析及磁测量等手段对电弧炉熔炼的Nd2Fe14.5Cr2.5化合物的结构和相变进行了研究,研究结果表明,950℃下退火的样品具有Th2Zn17型结构,其居里温度为375 K.1100℃下退火的样品具有Nd3(Fe.Ti)29型结构,其居里温度为445 K.Nd2Fe14 5Cr2.5化合物在1100℃左右发生结构相变,山菱方相的Th2Zn17型结构转变成单斜相的Nd3(Fe,Ti)29型结构.具有Th2Zn17型相结构的Nd2Fe14.5Cr2.5化合物在约300℃左右可以发生有效的吸氮反应.     

Nd_(1-y)Dy_yFe_(11-x)TiM_x(M=Mo,Si)系列化合物中Mo,Si元素的掺杂对其结构及磁性能的影响

通过电弧方法制备了一系列的Nd1-yDyyFe11-xTiMx(M=Mo,Si)型稀土过渡金属化合物,并且通过X射线衍射和中子衍射对其晶体结构进行了研究.实验发现,Nd1-yDyyFe11-xTiMx(M=Mo,Si)系列中化合物主要结构为ThMn12-type(1︰12相).Dy取代Nd没有明显影响1︰12相形成的含量.在Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiMx(M=Mo,Si)系列中,当x≤0.8时Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiMox化合物主要呈ThMn12-type晶形,当x0.8时,化合物中1︰12相的含量降至80%以下;对于Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiSix,当x≤0.6时,Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiSix化合物主要呈ThMn12-type晶形,当x0.6时,化合物中1︰12相的含量降至90%以下但保持在80%以上.在不同的化合物中,稳定元素的含量不同.ThMn12-type相的百分含量随着Mo和Si取代Fe含量的增加而减小,意味着Mo和Si取代更多的Fe时,ThMn12-type相将变得不稳定.Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiMox化合物的晶格参数a和c以及晶胞体积V随着Mo(x)含量的增加呈线性增加是因为Mo的原子半径比其中的Fe的大;而Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiSix合金的晶格参数a和c以及晶胞体积V随着Si(x)含量的增加呈线性减小是因为Si的原子半径比其中的Fe的小.在NdyDy1-yFe11-xTiMx(M=Mo,Si)中,因为Ti和Mo的半径比Fe大而Si的半径比Fe小,所以Ti和Mo原子优先占据8i晶位,Si原子优先占据8j和8f晶位.在化合物RFe12-xMx中,居里温度由T-T交换作用决定的,由于T-T交换作用依赖于T-T原子距离,因此其他元素对Fe的取代导致了居里温度的改变.磁性测量表明Mo或Si取代Fe均导致居里温度的降低.     

LaMn1-xMgxO3钙钛矿的低温磁性

采用乙二胺四乙酸-柠檬酸联合溶胶凝胶法合成了B位掺镁的简单钙钛矿纯相样品LaMn1-xMgxO3(x=0~0.50). Mg在钙钛矿B位的掺杂和调节Mn3+/Mn4+的摩尔比强烈地影响样品的磁性行为. x≤0.08时, 样品低温下表现弱的铁磁性; x≥0.18时, 随着Mg掺杂引入的Mn4+离子间的反铁磁性超交换作用与Mn3+-Mn4+离子间的铁磁性双交换作用使样品在低温下呈现自旋玻璃态. 随着Mg2+掺杂量的增加, 样品的磁有序温度与自旋凝固温度单调降低.     

钆替代对ErGa化合物磁性和磁热性能的影响

磁热效应材料可用作磁制冷,因而引起研究人员的广泛关注。为了提高Er Ga材料的磁热效应性能,用高自旋重稀土Gd原子替代Er Ga化合物中的Er原子,系统研究了Gd替代对其结构、磁性、磁熵变的影响。粉末中子衍射及粉末X射线衍射实验证实,当Gd原子替代量从x=0到1.0时,不改变化合物的晶体结构。磁性测试结果表明,Gd原子的替代不同程度地改变了该材料体系的自旋重取向相变温度及铁磁-顺磁相变温度。基于相变温度的改变,Gd替代对材料的磁熵变峰值、制冷温跨及制冷能力也产生显著影响。Gd替代量x=0.1,0.2,0.3,0.4时,磁熵变温度关系曲线呈现平台状特征,尤其是Gd替代量x=0.2和0.3时,材料的综合性能较好。     

镝掺杂钙钛矿锰氧化物Gd0.67Ca0.33MnO3的磁性和磁卡效应EI北大核心CSCD

借助传统的固相反应法制备了多晶系列样品Gd0.67-xDyxCa0.33Mn O3(x=0,0.05,0.15),探究了Dy掺杂后对该系列样品磁性和磁卡效应的影响。研究结果表明：该系列样品呈现良好的单相性,均是立方钙钛矿结构,空间群为Pbnm;3个样品的铁磁性减弱、反铁磁性增强,并且Dy掺杂后系统内长程铁磁有序增强,形成了AFM团簇;通过该系列样品的临界行为分析,表明该系列样品均与平均场模型拟合较好;通过Arrott曲线和重标定曲线,发现母相和掺杂样品x=0.05,0.15均经历了一级相变到二级相变的过渡阶段;3个样品外加磁场为5 T的最大磁熵变值分别为1.53,1.44,1.40 J·kg-1·K-1。     

金属间化合物Ho2Co17-xSix的结构和磁性研究

研究了非磁性原子Si替代Co对Ho2Co17金属间化合物结构和磁性的影响.X射线衍射结果表明, 所有Ho2Co17-xSix(x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0)化合物都为Th2Ni17型六角结构;化合物的晶格常数和单胞体积都随Si含量的增加而呈线性下降.磁性测量结果表明, Ho2Co17-xSix化合物的饱和磁化强度随Si含量的增加而呈线性下降.从热磁曲线测量观察到, Ho2Co17-xSix化合物在x=0.5时可能呈面各向异性,当0.5≤x≤3.0时出现由易面到易轴的自旋重取向,自旋重取向温度Tsr随Si原子含量的增加先下降,而后又上升,在x=2.5处出现最低点.     

铜模吸铸Nd9Fe83-xTi4C4Bx（x=1015）合金组织演化和磁性能的研究

采用铜模吸铸及随后的退火处理制备了厚度为0.8 mm,成分为Nd9Fe83-xTi4C4Bx(x=10~15)的Nd2Fe14B/Fe3B型纳米复相磁体,对其组织演变和磁性能进行了研究。结果表明:在铸态合金中,x=10的合金微观组织主要由Nd2Fe14B,Fe3B,α-Fe和TiC相构成。而x=11~15的合金中除含上述各相外,还出现了Nd2Fe23B3相、未知相和非晶相,且随着B含量的增加,它们在合金中的相对含量有不同程度的增加;退火过程中,随着合金中亚稳相和非晶相的转化,Nd2Fe14B,Fe3B和α-Fe相对含量增加,但不同B含量合金的相结构变化差异明显,导致退火后磁体具有不同的磁性能。其中,x=12的合金在680℃退火5 min后获得了最佳磁性能:Br=0.63 T,iHc=98.12 kA·m-1,(BH)max=22.79 kJ·m-3。     

卤离子桥联铜(Ⅱ)配合物的结构相变与热致磁性变化

以质子化2-丙胺为阳离子合成了铜(Ⅱ)配合物[(CH3)2CHNH3]CuBr3-xClx(x＝0~3), 该系列配合物是卤离子桥联的一维链状结构. 磁性研究表明, 配合物为反铁磁相互作用, 其χmT在高温时出现突跃, 对应于结构相变. Cu(Ⅱ)配离子在高温呈拉长八面体结构, 在低温呈四方锥结构, 伴随着桥连方式的改变, 配合物从低温相的反铁磁性变为高温相的铁磁性. 根据晶体场理论分析, 由于配位X-的不同导致晶体场分裂能发生变化, 相转变温度伴随着氯离子所占比例不同呈现规律性变化. 通过配合物[(CH3)2CHNH3]CuX3(X-=Br-或Cl-)的磁性比较提出了[(CH3)2CHNH3]CuBr3-xClx(x=1, 2)的可能结构, 并使用铁磁均匀一维链模型对高温相配合物磁性进行了拟合.     

Nd1-yDyyFe11-xTiMx（M=Mo，Si）系列化合物中Mo，Si元素的掺杂对其结构及磁性能的影响

通过电弧方法制备了一系列的Nd1-yDyyFe11-xTiMx（M=Mo,Si）型稀土过渡金属化合物,并且通过X射线衍射和中子衍射对其晶体结构进行了研究．实验发现,Nd1-yDyyFe11-xTiMx（M=Mo,Si）系列中化合物主要结构为ThMn12-type（1：12相）．Dy取代Nd没有明显影响1：12相形成的含量．在Nd0．5Dy0.5Fe11-xTiMx（M=Mo,Si）系列中,当x≤0．8时Nd0．5Dy0．5Fe11-xTiMox化合物主要呈ThMn12-type晶形,当x〉0．8时,化合物中1：12相的含量降至80％以下;对于Nd0.5Dy0.5Fe11-xTiSix,当X≤0．6时,Nd0.5Dy.5Fe11-xTiSix化合物主要呈ThMn12-type晶形,当X〉0．6时,化合物中1：12相的含量降至90％以下但保持在80％以上．     

金属间化合物Y(Fe_(1-x)Co_x)_(11.3)Nb_(0.7)的磁性能机制研究

通过X射线衍射和磁性测量方法研究了金属间化合物Y(Fe1 -xCox) 1 1 .3 Nb0 .7(x =0 ,0 0 5 ,0 10 ,0 2 0 )的结构与磁性能。粉末样品的X射线衍射和热磁曲线测量表明 ,所有Y(Fe1 -xCox) 1 1 .3Nb0 .7(x =0 ,0 0 5 ,0 10 ,0 2 0 )化合物具有ThMn1 2 型结构 ,具有良好的单相性。Co替代Fe引起居里温度显著提高和晶格常数的单调减小 ,室温下的饱和磁化强度Ms 随Co含量的增加在x =0 1～ 0 2之间呈现极大值 ,各向异性场Ba 随x的增加 ,先增加而后减小     

Nd0.67M0.33MnO3(M=Mg,Ca,Sr,Ba)的制备、结构与电性

本文通过共沉淀工艺合成了系列陶瓷化合物Nd_0.67M_0.33MnO₃(M=Mg,Ca,Sr,Ba)。与传统的陶瓷法相比，其成相温度降低了400℃。经X射线衍射分析表明，所得化合物为立方钙钛矿结构，各化合物的成相温度范围受碱土二价金属离子(M²⁺)的影响。样品的四极法电阻率测试结果表明：M²⁺的离子半径对样品的导电性起决定作用，并提出了反铁磁性(AF)与铁磁性(AF)等磁性结构假设，解释了该系列化合物的导电性。     

配合物[Cr3(μ3-O)(Tc)6(H2O)3]·(NO3)·4H2O的水热合成及晶体结构

通过有限个过渡金属离子如Fe,Ni,Cr,Mn与O、OH、-O或-O2CR等桥联原子或基团键合形成的具有不同尺寸的环形轮状金属离子簇合物或分子簇合物是近年来的研究热点之一[1,2].它们不仅具有独特的结构,而且在催化、非线性光学、分子自组装等方面具有潜在的应用价值[3～5].特别是具有三角型结构的过渡金属-氧轮簇化合物由于可以作为单分子磁体的磁性交换和电子耦合的研究体系,引起了研究人员的极大地兴趣[6,7].研究表明,具有[M(μ3-O)(O2CR)6L3]0/+,(M=Fe3+或Mn3+,L为水或吡啶,R为烷基或芳香基团)结构的化合物具有反铁磁作用[8,9].     

Fe/Cr超晶格的电子结构和磁性质

应用密度泛函全势线性缀加平面波(FLAPW)方法研究了Fem/Crn (m=3, 4; n=1, 3, 4)超晶格的电子结构和磁性质. 结果表明, Fe3/Cr1和Fe3/Cr3体系的基态中, Fe层间存在铁磁耦合; 而Fe4/Cr4体系基态中, 存在反铁磁耦合; Cr层的磁矩方向交替变化, 交界面上的Fe和Cr间存在反铁磁耦合.     

添加铌对铜模吸铸Nd9Fe81-x-yTi4C2BxNby（x=11,13,15;y=0,4）合金铸态组织及其晶化行为的影响

采用铜模吸铸制备了厚度为0.8 mm,成分为Nd9Fe81-x-yTi4C2BxNby(x=11,13,15;y=0,4)的Nd2Fe14B/Fe3B型纳米复合永磁合金块体样品,研究了添加Nb对合金铸态组织及其晶化行为的影响,并测试了其磁性能。结果表明:在合金中添加4%(原子分数)Nb元素,不仅能抑制吸铸样品表面Nd2Fe23B3软磁性相、Nd1.1Fe4B4非磁性相和未知相的形成,导致Nd2Fe14B,Fe3B和α-Fe相的相对量增加,而且促使样品内部在非晶基体上形成了少量的Nd2Fe14B和α-Fe,Fe3B纳米晶。添加了Nb的合金吸铸样品表现出一定的硬磁性,其中Nd9Fe66Ti4C2B15Nb4吸铸样品具有最高的矫顽力(Hci=116.66 k A·m-1);添加4%(原子分数)Nb使得合金在晶化过程中由原来的异相同温一步晶化转变为两步晶化,且初始晶化温度Tx均明显降低,两个放热峰的ΔTpx均增大。     

Pr2Fe14B/α-Fe型纳米稀土永磁材料的高温磁性能研究

通过熔体快淬的方法制备出Pr9-xDyxFe86B5和Pr9-xDyxFe84.4-yCoyGa1Mn0.6B5(x=0～2.0;y=0～15)薄带样品,利用X射线衍射和振动样品磁强计进行了相成分分析和磁性能研究.对不同成分的样品磁性能进行分析比较,发现用Co替代Fe、用Dy替代Pr可以明显改善Pr2Fe14B/α-Fe型纳米复合稀土永磁材料的室温和高温磁性能.适当的Co和Dy联合添加时,材料表现出很好的高温永磁性能,其中Pr8Dy1Fe76.4Co8Ga1Mn0.6B5样品在550 K时仍具有5.0 MGOe的最大磁能积,显示出很好的高温应用前景.     

Tb(Co_(1-x)Sn_x)_2合金的结构和磁热效应

通过X射线衍射和磁性测量研究了Tb(Co1-xSnx)2(x=0,0.025,0.050,0.075,0.100)合金的相结构和磁热性能。经分析可知Sn在TbCo2中的替代是有限的,X粉末衍射分析确定TbCo2具有MgCu2结构,其他样品由TbCo2,TbCo3和Tb5Sn3三相组成,TbCo2为主要相。随着Sn成分的增加,杂质相TbCo3和Tb5Sn3的含量增加,所有样品保持第二序磁相变。Sn的替代使磁相变的温度稍微有所提高,样品TbCo2的TC值为230 K,样品Tb(Co0.950Sn0.050)2的TC值为233 K,但Sn的成分继续增加,样品的TC值有所下降。在外加磁场2 T的作用下,样品Tb(Co1-xSnx)2(x=0,0.025,0.050,0.075)最大磁熵变值分别为3.44,2.29,1.64,1.16 J.kg-1.K-1。     

氰根桥联大环配合物的合成、结构与磁性研究

合成了三个氰根桥联的十二核大环齿轮状配合物[Cr（bpmb）（CN）2]6-[Mn（5-Brsalpn）]6·12H2O（1）、[Co（bpmb）（CN）2]6[Mn（5-Brsalpn）]6·12H20（2）和[Co（bpmb）-（CN）2]6[Mn（5-Clsalpn）]6·24H20·8CH3CN（3）（bpmb^2-=1,2-bis（pyridine·2-carboxamido）-4-methylbenzenate）,表征了其晶体结构和磁性．三配合物是同晶型的,包含交替排列的锰（Ⅲ）-Schiff碱阳离子和[M（bpmb）（CN）2]-阴离子,阴阳离子单元用氰根离子连成十二核环状结构．分子环直径约2nm．配合物1呈反铁磁性,说明通过氰根桥铬（Ⅲ）．锰（Ⅲ）离子间存在反铁磁相互作用．基于一维交替链模型（哈密顿算符H=-JCrMnN∑i=0Si·Si＋1）导出的磁化率公式与实验数据进行拟和得到磁耦合参数JCrMn=-2．65（6）cm^-1．