论文部分内容阅读
本文通过X射线粉末衍射、热分析和磁性测量等手段对Laves相结构以及CrB结构的稀土金属间化合物Gd(Co1-xMnx)2、Er(Fe1-xMnx)2、GdGa以及TbGa1-xGex(0≤x≤0.4)的晶体结构、磁性能及磁热效应进行了研究，得到如下主要结果：
首先，合成了一系列Gd(Co1-xMnx)2(x=0～1.0)金属间化合物。发现该体系化合物形成连续固溶体，晶体结构为MgCu2型Laves相结构。化合物的晶格常数随Mn含量x的增加而单调增加，但对Vegard定律有负偏离。化合物的居里温度由热磁测量和热重测量获得。居里温度随Mn含量x的增加，先升高后急剧降低，在x=0.2时达到最大值474K。对于x=0.65，0.7，0.8，0.9这四个样品，Mn的加入使居里温度降低，却使等温磁熵变增大。计算了样品的相对制冷能力(Relative Cooling Power(RCP))。经过比较发现样品的相对制冷能力相当可观。
不同于Gd(ColxMnx2体系，Er(Fe1-xMnx)并没有形成连续固溶体。当Mn含量0≤x≤0.6时，Er(FelxMnx)2为立方的MgCu2型(C15)结构。晶格常数α随Mn含量的增加而增大。而当0.65≤x<1.0时，化合物为C14(MgZn2结构，属于六角晶系)和C15两相共存。热磁测量显示，x=0～0.6的样品均为亚铁磁性，且居里温度Tc随x的增加而降低。只有x=0的样品出现补偿点。x>0.7时居里点低于80K。
对于CrB结构的GdGa化合物，用Rietveld峰形拟合法对其X射线粉末衍射数据进行了分析，得到了晶格常数以及原子位置等信息。在样品的热磁曲线上观察到100K附近的自旋重取向转变峰。利用不同温度下的等温磁化曲线和Maxwell关系，计算了样品在不同磁场变化下的等温磁熵变。根据Inoue-Shimizu模型以及Arrot图确定样品在居里温度附近的相变为二级相变。同时，样品的RCP值很大。用MDSC技术测量了样品在273K-473K范围内的比热数据，通过拟合这些数据得到了GdGa化合物的德拜温度。本文采用德拜近似和平均场理论计算得到了GdGa的比热值，从而简单估算出样品在不同磁场下的绝热温度变化。
研究了Ge替代Ga对TbGa1-xGex化合物晶体结构及磁性能的影响，并对该体系化合物能否作为磁制冷材料进行了讨论。0≤x≤0.4时化合物均为CrB型结构，晶格常数随Ge含量的增加呈线性减小。说明TbGa和TbGe赝二元系在0≤x≤0.4范围内形成固溶体。随Ge成分的增加，TbGa1-xGex化合物的居里温度降低，铁磁性也逐渐减弱，TbGa0.6Ge0.4化合物显示弱铁磁性。由于有很强的磁晶各向异性，TbGa1-xGex体系化合物的磁化强度不易饱和。变温X射线衍射结果表明，样品TbGa0.8Ge0.2和TbGa0.7Ge0.3在其居里温度附近没有结构相变。