【摘 要】
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稀土超磁致伸缩材料的研究和开发对我国国防工业、高新技术产业有着非常重要的现实意义和广阔的应用前景。近年来,被称为超磁致伸缩材料的RFe2型赝二元Laves相稀土金属间化合物以其优良的磁致伸缩性能引起研究人员的重视。在此类材料中,稀土元素Pr对磁致伸缩有较大的贡献,且价格低廉,但其原子半径较大导致在常压下不能合成PrFe2化合物。常压下合成的Laves相超磁致伸缩化合物中,Pr的含量较低,如何提高P
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稀土超磁致伸缩材料的研究和开发对我国国防工业、高新技术产业有着非常重要的现实意义和广阔的应用前景。近年来,被称为超磁致伸缩材料的RFe2型赝二元Laves相稀土金属间化合物以其优良的磁致伸缩性能引起研究人员的重视。在此类材料中,稀土元素Pr对磁致伸缩有较大的贡献,且价格低廉,但其原子半径较大导致在常压下不能合成PrFe2化合物。常压下合成的Laves相超磁致伸缩化合物中,Pr的含量较低,如何提高Pr含量而不影响其磁致伸缩及结构性能具有重要的研究价值。本论文选取五个系列的含Pr Laves相稀土金属间化合物样品,应用X射线衍射技术、标准应变片技术以及振动样品磁化强度测量技术重点研究其内禀磁致伸缩及其结构性能,为实际应用和进一步研究提供指导和帮助。在PrxTb1-xFe1.9化合物中,Pr对Tb的少量替代没有在结构上发生实质性的改变,并不减小材料的内禀磁致伸缩值λ111,在x≤0.2范围之内,λ111稳定在2470ppm左右,显示出很高的应用潜能。但当x>0.2时,1∶3型PuNi3杂相和少量富稀土相开始出现,影响了材料的综合性能。在此系列样品中掺杂适量的小原子B以及用Co对Fe进行部分替代后都可以增加Pr在Laves相化合物中的比例,而不降低材料的内禀磁致伸缩值。Pr0.1CexTb0.9-xFe1.9系列样品实验结果表明Ce对Tb的替代会降低材料的λ111值。多晶样品PrxTb1-xFe1.9的宏观磁致伸缩测量值随着Pr含量的增加呈一定的下降趋势。随着Pr含量的增加晶格常数逐渐增加,其变化趋势符合Vegard定律,矫顽力逐渐增加,饱和磁化强度逐渐降低。线性外推得到PrFe1.9的室温饱和磁矩约为每分子4.58μB。通过对Pr0.15Tb0.85Fe1.9BX系列化合物的研究表明,在B含量X<0.3范围内,材料具有较大的λ111值。原子半径很小的B原子开始优先占间隙位,使得晶格尺寸有所膨胀,继续增大B含量,由于B达到一定溶解度后由占间隙位改为抢占铁位,致使晶格点阵收缩并有富稀土相的出现。XRD劈裂峰扫描和电阻应变法得到的λ111曲线变化趋势基本一致。
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