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本论文通过X射线衍射、各种磁测量及正电子湮没寿命谱等实验手段研究了Tb2AlFe16-xMnx、Sm2Fe17Nx、Sm2Fe17-xCrx化合物的结构和磁性,分析了Mn替代对Tb2AlFe16-xMnx系列化合物、Cr替代对Sm2Fe17-xCrx系列化合物及N填隙对Sm2Fe17Nx化合物的结构参数、居里温度、自发磁化强度等的影响。
研究结果表明Tb2AlFe16-xMnx(x=1,2,3,4,5,6,7,8)化合物在室温下都为Th2Ni17型结构。随着Mn替代量x的增加,Tb2AlFe16-xMnx化合物的单胞体积表现为先缓慢而后较快的线性增加,晶胞参数c单调递增,而晶胞参数a呈现复杂的变化。正电子湮没寿命谱研究表明Mn替代Fe后,铁磁相互作用被削弱,反铁磁作用得到加强,化合物的磁有序程度改变、晶格畸变和体积膨胀等综合作用使正电子寿命呈现较复杂的变化。对磁性质的研究结果表明随着Mn替代量x的增加,Tb2AlFe16-xMnx化合物的居里温度及自发磁化强度都急剧下降,这可能是3d次晶格中Mn与Fe反铁磁耦合所导致的。
对Sm2Fe17的DTA-TG和吸氮反应等研究结果表明Sm2Fe17化合物吸氮以后晶胞有所膨胀,居里温度有显著的提高。在温度为700K左右时,Sm2Fe17化合物吸氮反应最剧烈,随着温度的继续升高,在吸氮反应的同时Sm2Fe17Nx化合物变得不稳定,部分分解为SmN化合物和α-Fe。对实验结果的分析表明该化合物在接近熔点的1473K以下只存在Th2Zn17型结构,不存在Th2Ni17型结构。
对Sm2Fe17-xCrx(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0,3.0)化合物的研究表明退火时间对Sm2Fe17-xCrx化合物成相影响较大,在1050℃退火6d的样品均为单相的Th2Zn17型结构,而在1050℃退火7d的样品,当.x>2.0时,化合物具有Nd3(Fe,Ti)29型结构。Sm2Fe17-xCrx化合物单胞体积和晶胞参数a、c随Cr替代量x的变化均呈现复杂的变化,这表明化合物中存在着较强的磁弹耦合效应。对居里温度的研究结果表明Cr替代总体上提高了Sm2Fe17-xCrx化合物的居里温度,并在Cr替代量x=1.0附近达到峰值。对取向样品的研究结果表明Sm2Fe17-xCrx化合物在液氮至室温温区均呈面各向异性。