Co-Pr-Pt三元系合金相图及其磁性能研究

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本文采用X射线衍射,差热分析,扫描电镜和磁性测量等方法测定了CO-Pt-Pr三元合金相图,研究了R3Pt4系列化合物的热稳定性及Tb-Dy-Pr-Co-Fe-C合金的结构和磁性。CO-Pt-Pr三元合金相图在900℃和500℃的等温截面的研究结果表明:CO-Pt-Pr三元合金相图900℃的等温截面(Pr≤70at.%)由15个单相区,24个两相区和10个三相区组成。15个单相区:α(α-(Co)),β(Co17Pr2),γ(Co5Pr),δ(Co19Pr5),ε(Co7Pr2),ζ(Co3Pr),η(Co2Pr),θ(Pr7Pt3),ι(Pr3Pt2),κ(PrPt),λ(Pr3Pt4),μ(PrPt2),ν(PrPt5),ξ(Pt),ο(α-(Co,Pt))。24个两相区:α+β,β+γ,γ+δ,δ+ε,ε+ζ,ζ+η,θ+ι,ι+κ,κ+λ,λ+μ,μ+ν,ν+ξ,η+θ,η+ι,η+κ,κ+ζ,κ+ε,κ+δ,κ+γ,κ+β,κ+α,α+μ,μ+ο,ο+ν。10个三相区:η+θ+ι,ι+η+κ,κ+η+ζ,κ+ζ+ε,κ+ε+δ,κ+δ+γ,κ+γ+β,κ+β+α,κ+α+μ,ο+ν+μ。Co-Pt-Pr三元合金相图500℃的等温截面由20个单相区,37个两相区和18个三相区组成。20个单相区:α(α-(Co)),β(Co17Pr2),γ(Co5Pr),δ(Co19Pr5),ε(Co7Pr2),ζ(Co3Pr),η(Co2Pr),ψ(Co3Pr4),ω(CoPr3),π(Pr),θ(Pr7Pt3),ι(Pr3Pt2),κ(PrPt),μ(PtPr2),ν(PrPt5),ξ(Pt),φ(CoPt3),ρ(CoPt),λ(α1-(Pt,Co)),ο(ε-(Co,Pt))。37个两相区:α+β,β+γ,γ+δ,δ+ε,ε+ζ,ζ+η,η+ψ,ψ+ω,ω+π,π+θ,θ+ι,ι+κ,κ+μ,μ+ν,ν+ξ,ξ+φ,φ+ρ,ρ+λ,λ+ο,α+ο,ω+θ,ψ+θ,η+θ,η+ι,η+κ,κ+ξ,κ+ε,κ+δ,κ+γ,κ+β,κ+α,α+μ,μ+ο,λ+μ,λ+ν,ν+ρ,ν+φ。18个三相区:π+θ+ω,ω+θ+ψ,η+θ+ψ,η+θ+ι,ι+η+κ,κ+η+ζ,κ+ζ+ε,κ+ε+δ,κ+δ+γ,κ+γ+β,κ+β+α,κ+α+μ,α+ο+μ,λ+ο+μ,ν+μ+λ,ν+λ+ρ,ρ+ν+φ,ξ+ν+φ。R3Pt4 (R=Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er)稀土系列化合物的研究表明:在900℃时,R3Pt4稳定存在,而在900℃以下,R3Pt4发生共析分解:R3Pt4→RPt2+RPt。而对于Pr3Pt4,在900℃,加入1at.%Co时,Pr3Pt4完全分解为PrPt2和RPt两相。用电弧熔炼顶铸法和退火处理,制备了系列合金:A为Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.93-xCx(X=0.02,0.04,0.06,0.08)和B为(Tb1-zDyz)0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.88C0.05(z=0.2,0.4,0.6,0.8,1),XRD分析表明,合金A和B均具有单一的立方Laves相结构。对于A合金,立方Laves相的点阵常数a随着碳含量的增加而增大。磁性测量表明,A合金的磁化强度和居里温度均随着C的增加而增大(0≤C≤0.02),然后随着C的进一步增加磁化强度和居里温度均逐渐减小;合金的磁晶各向异性随着C的增加急剧减小;合金的磁致伸缩系数随着碳含量的增加先增大,在x=0.06,磁场强度为14.5kOe时,达到最大值(λa=616ppm),然后逐渐减小。对于Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.87C0.06粘结样品,相同模压压力不同粘结剂配比的棒状样品,合金的磁致伸缩系数随着粘接剂含量的增加先增大,在年结剂的含量为6%,磁场强度为14.5kOe时,磁致伸缩系数达到最大(λa=575ppm),当粘结剂进一步增加时,样品的磁致伸缩系数减小;而粘结样品的密度则是随着粘结剂含量的增加而减少的。相同粘结剂配比不同模压压力的棒状样品,样品的随着模压压力的增加而增大,在外加压应力为300MPa,磁场强度为14kOe时,达到最大值(λa=585ppm),然后随着压力的增大逐渐减小;而样品的密度随着模压压力的增加而增大。对于B合金,随着Dy含量的增加,其点阵常数基本保持不变,有效降低了磁晶各向异性,大大改善了其在低场下(H<5kOe时)的磁致伸缩性能,并在z=0.6,磁场强度为1kOe时,A合金的磁致伸缩性能比Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.61.87C0.06合金增加一倍。
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