平面各向异性稀土-3d金属间化合物穆斯堡尔谱与磁性研究

With the applications trending in the direction of higher operating frequency, modern communication and electronic technology call for the ferromagnetic materials with even higher working frequency.Traditional materials are constrained by the Snoek limit at the high frequency, in which the microwave magnetic properties could not be improved further. Planar anisotropy rare earth-3d intermetallic compounds are proposed to solve the difficuty. However, less research is focused on these materials for a long period, because of their poor hard magnetic properties. This study is to determine the magnetic anisotropy phase diagram of rare earth-3d intermetallic compounds by analyzing the magnetic microstructure using the mossbauer spectrum, and finally to provide essential data for investagation of high effective microwave magnetic materials.

随着电子和通信行业主要核心部件的工作频率提高到GHz以上，对工作在微波频段的高磁导率软磁材料的需求十分迫切。传统的高频软磁材料受限于Snoek 极限，无法进一步提高软磁材料的微波磁性。采用具有平面各向异性的稀土-3d金属间化合物即可解决这一难题。但是由于历史原因对稀土-3d金属间化合物研究主要集中在具有轴各向异性的硬磁材料，对具有平面各向异性的成分范围则研究甚少。本研究旨在通过变温穆斯堡尔谱配合其它常规材料分析方法研究平面各向异性稀土-3d金属间化合物的微观磁结构，深入探讨微观磁结构的改变对高频磁性的影响，建立起完整的磁各向异性随温度和成分变化的相图，为研制开发新型高性能微波磁性材料提供基础数据。

传统的高频磁性材料遵循Snoek极限：(μi-1)fr=2γ′Ms/3，本课题组的前期理论研究结果表明，当微粉中存在易磁化平面时，其高频本征磁性(μi-1)fr可以超过Snoek极限值，表示为：(μi-1)fr=2γ′Ms sqrt（Hha/Hea）/3，其中Hha，Hea分别为难磁化面（面外）各向异性场和易磁化面内的各向异性场。对多数平面磁各向异性稀土磁性材料，Hha约为Hea的1000 倍，故平面各向异性磁粉的高频本征磁性理论上可比一般材料高出三十几倍。这项机理研究的成果使从理论上指导我们找到了利用平面各向异性稀土磁性化合物并且调控其面内和面外各向异性可以获得并大幅度提升材料高频磁性的途径。利用掺杂和替代方法调控平面各向异性稀土磁性化合物材料的面内和面外各向异性，从而调控其高频本征磁性能，进而研究磁各向异性转变点附近的稀土磁性合金的高频进动特征和高频本征磁性。根据这一模型和申请书的年度安排，我们进行了Nd2Fe17N3-,Nd2(Co1-xFex)17、Ce2(Co1-xFex)17和(Nd1-xSmx)2Fe17N3-金属间化合物微粉等几种材料制备工艺和基本性质的研究，研究了其晶相和静态磁性以及其各向异性的类型，并且进一步研究磁相转变对其复合材料高频磁性的影响。