Спин-переориентационные переходы и магнитная анизотропия в редкоземельных соединениях с тетрагональной кристаллической структурой R2(Fe,Co)14B и R(Fe,Co)11Ti

• Автор: Панкратов, Николай Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. МАГНЕТИЗМ СОЕДИНЕНИЙ 4Г И

Зб-ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

§1.1 Обменные взаимодействия в соединениях редкоземельных и

Зб-переходных металлов

§ 1.2 Магнитокристаллическая анизотропия редкоземельных

интерметаллидов, одноионная анизотропия, кристаллическое поле

§1.3 Основные типы МКА, спонтанные и индуцированные спинпереориентационные фазовые переходы

§1.4 Кристаллические структуры соединений К(Ре,Т)12 и

§1.5 Влияние внедренных атомов водорода на магнитные свойства

редкоземельных интерметаллидов

§1.6 Магнитные свойства соединений И2(Ре,Со)14В

§1.7 Магнитные свойства соединений ЩТе.Со)! ]Т1
§1.8 Выводы к главе
ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
§2.1 Образцы
§2.2 Методы изучения намагниченности и магнитной анизотропии
§2.3 Измерение кривых вращающего момента
§2.4 Измерения магнитострикции и теплового расширения
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ (КД'ЫРе.СоДД (Л = Ег, N6,
Бт) И ИХ ГИДРИДОВ
§3.1 Процессы намагничивания в редкоземельных соединениях
(Бт,Ш)2Ре14В и Ег2(Ре,Со)]4В в сильных импульсных полях
§3.2 Влияние замещения кобальта на температуру СПП в соединениях
Ег2(Ре,Со)нВ и их гидридах
§3.3 Влияние гидрирования на СПП в соединениях Ыб2(Ре,Со)14В и
(ЩЕгДРенВ

§3.4 Заключение по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ К(Ре,Со)пТ1 (К = Ег, ТЬ) И ИХ
ГИДРИДОВ
§4.1 Магнитные фазовые переходы типа БОМР в соединениях
ТЬ(Ее,Со)„Т1
§4.2 Трансформация СПП при замещении железа кобальтом в соединениях
Ег(Ее,Со)цТ1
§4.3 Заключение к главе
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Спин-переориентационные переходы (СПП) в магнитоупорядоченных веществах обусловлены переориентацией вектора намагниченности относительно кристаллических осей при изменении температуры или магнитного поля, и они часто встречаются в редкоземельных ферро- и ферримагнетиках. Экспериментальные и теоретические исследования этих переходов были обобщены К.П. Беловым и др. [1]. Однако многие аспекты этого явления нуждаются в дальнейшем экспериментальном и теэретическом изучении, особенно в редкоземельных интерметаллидах. Особенно интересны в теоретическом и практическом отношении СПП в соединениях, которые используются при производстве магнитожестких материалов.
Результаты работ по синтезу постоянных магнитов на осноЕе Ш-Бе-В с экстремальными свойствами впервые были представлены на конференции по магнетизму и магнитным материалам в Питтсбурге (1983 г.), где впервые было заявлено об открытии нового класса постоянных магнитов на основе сплава неодима и железа с металлоидом бором. Интерметаллиды ряда БД'енВ удачно сочетают высокую одноосную магнитокристаллическую анизотропию (К, ~ 4-106 Дж/м3), экстремально большую величину намагниченности насыщения (15~ 1,61 Тл), достаточно высокую температуру Кюри (- 600 К) и относительную дешевизну компонентов. Все это вывело постоянные магниты на основе соединений Б^БвнВ в лидирующую группу современных магнитотвердых материалов.
Однако, несмотря на большое число работ, посвященнык изучению данных соединений и магнитов типа Ш-Бе-В, до сих пор на практике не реализован теоретический предел энергетического произведения для этой группы постоянных магнитов. Большой проблемой также является повышение температурной стабильности магнитных и гистерезисных характеристик постоянных магнитов Ш-Бе-В, как в области высоких, так и в области низких температур, в связи с тем, что соединение ШгБенВ имеет при [температуре Т = 135 К ориентационный фазовый переход от магнитокрисгаллической

при давлении 1-2 атм. Образец нагревали до температуры 350°С в течение 2 часов, выдерживали 12 часов при высокой температуре и медленно охлаждали в течение 24 часов. Содержание водорода в гидридах Я(Ре,Со)иТ1Н было определено по изменению давления водорода при реакции поглощения и составило ~1 атом водорода на формульную единицу. В результате гидрирования разрушения монокристаллов не происходило, что позволило в дальнейшем получить ценную информацию о магнитной анизотропии и спин-переориентационных фазовых переходах на монокристаллических образцах.
Гидриды Ег2(Ре,Со)14ВН2 были получены по следующему режиму
Таблица 6. Параметры решетки, температуры СПП соединений К2(Ре,Со)мВНу, и изменение температуры СПП (ЛТэя) при гидрировании.
Состав а, А с, А V, А3 т8К,к АТзк, К
8т2Ре14В 8,787 12,134 936,929 ЛП
Ег2Ре14В 8,734 11,947 911,509 325
Ег2Ре|4ВН2,6 8,790 12,042 930,438 360
Ег2Ре]3СО]В 8,728 11,939 909,489 343
Ег2Ре1зСО]ВН2>6 8,780 12,024 926,911 325
Ег2Ре12Со2В 8,718 11,928 906,570 350
Ег2Р с 12Со2ВН2|6 8,766 12,001 922,190 280
(Ег0,2Мдо,8)2ре14В 8,786 12,155 938,291 138
(Ег0,^бо,8)2Ре14ВНз14 8,880 12,263 966,992 136
(Его,5Кбо,5)2Ре14В 8,765 12,083 928,279 157
(Его>5Мёо,5)2Ре14ВНз>4 8,855 12,196 956,301 162
(Ег0,8Кс1о,2)2Ре14В 8,744 12,011 918,332 208
(Его,8Нёо,2)2ре14ВНз,4 8,823 12,116 943,174 307
Ш2Ре14В 8,799 12,199 944,476 125
Ш2Ре14ВН4,, 8,890 12,316 973,359 112
Ы(12Ре12Со2В 8,775 12,166 936,790 128
Ыс12Ре12Со2ВН4|| 8,859 12,278 963,601 108
Ыс12РеюСо4В 8,759 12,1342 930,916 119
Ш2РеюСо4ВН4>1 8,817 12,214 949,510 106
Ш2Ре8Со6В 8,728 12,102 921,906 117
Ыб2Ре8Со6ВН411 8,790 12,175 940,690 106
Ш2Ре6Со8В 8,704 12,049 912,828 110
Ш2РебСо8ВН4,1 8,757 12,119 929,346 116