金属间化合物Tb(FeMMn激i.3Nbo.7的结构和磁性1杨石强林萍华23,董寅生2,陈振华I(1.湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410081；2.东南大学材料科学与工程系，江苏南京210096；3.河海大学材料科学与工程系，江苏南京210009)1基金项目：江苏省自然科学基金资助项U(BK2002063)收稿日期：2004-02-10通讯作者：杨石賤作者简介：杨石强(1966-),男，湖南望城人，讲师:2004年4月在东南大学获得酋士学位，现在湖南大学材料科学与工程学院,主要从事稀土永磁材料的研究工作。(E-mail:yangshiqiang2002@sina).Tel:13975181181摘要：研究了Mn部分替代TbFenjNbo.j中的Fe对化合物结构和磁性的影响。利用真空电弧熔炼和真空热处理制备了Tb(Fe1..vMnt)11.3Nbo.7(x=O.O5,0.10,0.15,0.20)化合物样品。粉末样品的X射线衍射和热磁曲线测量表明：用Mn部分取代TbFeIL3Nb()7中的Fc仍保持ThMn12型结构，且具有较好的单相性。晶格常数°和单胞体积V随Mn含量的增加而增大，但晶格常数c的增大比较平缓。所有这些化合物中都存在自发磁化现象，且其居里温度均＞300K。随着Mn含量的增加，化合物在4.4K温度下的饱和磁化强度逐渐减小，平均每个Mn原子替代引起的饱和磁矩的降低约为3.4“B，过渡金属次晶格磁矩随Mn含量的增加也单调减小。关键词：金属间化合物；磁性材料；ThMn12结构；居里温度：0482.54文献标识码：A：1001-9731(2004)增刊1引言具冇ThM叫2羽结构的稀土过渡金属间化介物是一类重要的永磁材料。但研究表明，RFeI2(R=稀土元素)不能稳定存在，用少量其它元索M如Ti、V、Mn.Co、Mo、Nb、Si等替代RFe【2中的部分铁原子可以获得稳定的具有ThMnl2型结构的RFel2.xMv的质二元化合物。研究发现用少量的Nb即有很好的稳定作用，当0.50WxW0.80时,RFc12.,Nbx化合物较为稳定，可形成具有ThMnI2型结构的单相组织心】。Nb择优占据化合物8(i)晶位。在母相化合物中，具有最爲屈里温度的是GdFe11.35Nbo.65,其匚为597K,经过吸氮处理后单胞体积膨胀约3%,居里温度提爲到773K。当温度为1.5K时，Fe的平均原子磁矩由吸氮前的1.9“8增加到2.2B，提高了11%。当R为Dy和Er时，低温下出现自旋重取向转变少讥迄今为止，围绕RFen.xNbx化合物人们开展了一系列相关的研究工作，探索其磁化过程和磁性和变的规律，以期发现冇应用潜力的新型永磁材料5叽本文利用X射线衍射和磁测量研究了Tb(Fe1..vMnv)ll.3Nb(}.7化合物的结构利磁性，分析了Mn普代Fe对这些化合物的成相、品格参数、居里温度和饱和磁化强度的影响。2实验实验所研究的样品为:Tb(Fei.xMnJ|1.3Nb0.7(x=0.05,0.10,0.15,0.20)。所有的样品都是用纯度为99.5%以上的金属，考虑稀土元索的烧损和Mn元索的挥发，按所设计的化学配比配料，在高纯氮气保护下由电弧炉熔炼而成，每个样品的质量10g左右，至少熔炼4遍，将熔炼出的样品真空封装在石英管中，在1123K的温度下退火50h,然后淬火至室温。采用Cu靶X射线粉末衍射分析相组成，并根据单相样品的X射线衍射谱确定晶格常数。所有样品在4.4〜300K温度范围内的热磁曲线都是用振动样品磁强计测得的。测量方式有两种：一•种是在加0.05T外场的情况下从室温缓慢降温到4.4K过程中测量(FC方式)；另一种是化合物样品在4.4K磁化过程测量结束，反向退磁到零场，在样品还保留部分剩磁的情况下加0.05T的外场，然后缓慢升温至室温过程中测量(FH方式)。用里温度通过外推"(7)曲线到M2=0得到。所有样品的磁化曲线都是在4.4K温度下用自由粉末在振动样品磁强计上测得的，饱和磁化强度通过将的实验数据作M(l/〃oH)曲线，曲线的线性部分外推到1/(^0W)=0而获得。3实验结果和分析为了研究Mn在Tb(Fe1.AMnv)|l.3Nb().7化合物的最大替代量,本实验制备了1=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.40,0.50的样品。X射线粉末衍射分析表明，无论是否进行退火处理，在x=0.25,().3(),0.40,().5()的图1TbCFei^MnJ)L3Nbo.7(x=O.O5,0.10,0.15,0.20,0.25)化合物的室温X射线粉末衍射谱Fig1Powderx-raydiffractionpatternsofTbCFe^vMnJjjjNbfjj(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)compoundsatroomtemperature图2是Tb(Fe,..tMnJu弭恥化合物的晶格参数随Mn含量变化的关系曲线。从图中可以看出，随着...