(Nd,Dy,Ho)Co2相关化合物的结构和磁相关性能研究

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本文主要研究了(Nd,Dy,Ho)Co2相关化合物的结构和磁相关性能,利用电弧熔炼的方法制备出Nd Co1-xMnx、Dy Co2-xGex、Dy Co2-xCrx和Ho Co2Bx化合物。通过XRD和Fullprof精修的方法表征和分析它们的晶体结构,使用PPMS测试它们的磁性能。使用HP8722ES微波矢量网络分析仪测试Dy Co2和Ho Co2化合物的吸波性能。XRD实验结果表明Nd Co2-xMnx(x=0.0-0.5)化合物具有很好的单相结构,随着x含量的增加,它们的晶格常数、晶胞体积和居里温度(TC)逐渐增加。TC从102 K(x=0.0)增加到202 K(x=0.5)进一步接近于室温。所有化合物都是二级相转变材料。虽然,Nd Co2-xMnx化合物的磁熵变(ΔSM)值随Mn成分的增加有所降低,但是它们的工作温度区间比Nd Co2化合物的宽,所以它们的相对制冷量(RCP)比Nd Co2化合物的大。由于Mn比较便宜,且Nd Co2-xMnx化合物具有更高的TC和RCP值,因此在磁制冷技术领域具有潜在研究价值。XRD数据表明,Ge和Cr只能少量的固溶在Dy Co2化合物中。随着Ge含量的增加,Dy Co2-xGex化合物的TC从151 K(x=0.0)增加到179 K(x=0.2)。Cr的替代对TC的影响不大,但是和Dy Co2相比,Dy Co2-xCrx化合物的TC值有所降低。10 K下的磁滞回线表明,Dy Co2-xGex和Dy Co2-xCrx化合物都具有一定的矫顽力(HC),且随着x含量的增加呈线性的增加。Arrott曲线表明,Dy Co2-xGex和Dy Co2-xCrx化合物都发生了一级相转变到二级相转变的跃迁;值得一提的是,当x=0.05时Dy Co1.95Ge0.05化合物仍然保持了一级相转变的特征。虽然,它们的ΔSM值有所降低,但是它们具有较宽的工作温度区间,从而具有较大的RCP值在磁制冷领域也具有潜在研究价值。对Ho Co2Bx(x=0.0-0.2)化合物的研究表明,间隙原子B只能微量掺杂到Ho Co2化合物中。Ho Co2Bx化合物的等温磁化曲线在TC附近呈S的形状,表明它们在磁场的诱导下发生了顺磁性到铁磁性的转变。所有化合物仍然保持了一级相转变的特征。B掺杂后Ho Co2Bx化合物仍然具有较大的ΔSM。在1 T的磁场下,Ho Co2Bx(x=0.0-0.15)化合物的ΔSM分别为12.9、12.58、10.11和8.07 J/kg·K。表明Ho Co2Bx化合物在低场下磁制冷技术的应用方面具有潜在前景。Dy Co2和Ho Co2化合物的反射率最小值均小于-10d B(吸收率大于90%),Dy Co2化合物的反射率最小值为-18.7d B(吸收率为98.6%)Ho Co2化合物的反射率最小值为-29d B(吸收率为99.8%)。Dy Co2和Ho Co2化合物都具有一定的频宽效果,有可能在吸波材料领域具有潜在研究价值。
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