论文部分内容阅读
本文采用 X射线衍射,差热分析,扫描电镜和振动样品磁强计等方法测定了Nd-Mn-As三元合金相图,研究了Mn1-xNdxAs化合物的结构、磁性和磁熵变。 通过对Nd-Mn-As合金制备工艺的研究,利用固相反应法制备研究Nd-Mn-As三元合金相图所需的试样,利用管式烧结法制备研究磁性能所需的 Mn1-xNdxAs化合物试样。制备得到的试样满足成分均匀、组织均匀、相平衡的要求。 Nd-Mn-As三元合金相图在800℃和500℃的等温截面的研究结果表明: Nd-Mn-As三元合金相图800℃的等温截面由11个单相区,19个两相区和9个三相区组成。11个单相区:α(β-Mn),β(Mn23Nd6),γ(Mn2Nd),δ(α-Nd),ε(Nd3As),ζ(NdAs),η(As),θ(γ-MnAs),ι(Mn3As2),κ(Mn2As),λ(Mn3As)。19个两相区:α+β,β+γ,γ+δ,δ+ε,ε+ζ,ζ+η,η+θ,θ+ι,ι+κ,κ+λ,λ+α,α+ζ,β+ζ,γ+ζ,γ+ε,θ+ζ,ι+ζ,κ+ζ,λ+ζ。9个三相区:α+β+ζ,β+γ+ζ,γ+ε+ζ,γ+ε+η,α+λ+ζ,λ+κ+ζ,κ+ι+ζ,ι+θ+ζ,θ+η+ζ。 Nd-Mn-As三元合金相图500℃的等温截面由12个单相区,21个两相区和10个三相区组成。12个单相区:α(α-Mn),β(Mn23Nd6),γ(α-Nd),δ(Nd3As),ε(NdAs),ζ(NdAs2),η(As),θ(γ-MnAs),ι(Mn4As3),κ(Mn3As2),λ(Mn2As),μ(Mn3As)。21个两相区:α+β,β+γ,γ+δ,δ+ε,ε+ζ,ζ+η,η+θ,θ+ι,ι+κ,κ+λ,λ+μ,μ+α,α+ε,β+ε,β+δ,μ+ε,λ+ε,κ+ε,ι+ε,θ+ε,θ+ζ。10个三相区:α+β+ε,β+δ+ε,β+γ+δ,α+μ+ε,μ+λ+ε,λ+κ+ε,κ+ι+ε,ι+θ+ε,θ+ζ+ε,θ+ζ+η。 成功制备了具有巨磁热效应( GMCE)的 Mn1-xNdxAs化合物材料(x=0,0.005,0.01,0.015,0.02,0.025,0.04,0.06),研究了它们的晶体结构、磁性能和磁熵变。Nd在化合物中的固溶度在2~2.5at.％之间,在固溶饱和之前,Nd含量的增加导致Mn1-xNdxAs化合物的晶格常数a、c和体积近似呈线性增大,但是没有改变MnAs化合物的晶体结构。添加Nd使Mn1-xNdxAs化合物的居里温度Tc升高但不显著,同时显著降低了材料的热滞现象(Tc减小~8K)。Mn1-xNdxAs化合物的磁熵变对温度的依赖关系呈典型的λ形状,磁熵变峰值位于居里温度附近,在该处发生的相变属于一级磁相变(FOMT)。随着Nd的添加发生一级磁相变的临界场BCr减小,这与居里温度增大相吻合。随着外磁场的增大,磁熵变增大。随着Nd的添加Mn1-xNdxAs化合物的最大磁熵变呈现下降趋势,但是趋势并不明显,这说明(MnNd)As材料仍然可以作为一种优秀的磁制冷备选材料。