单晶永磁体：Ta、Cu 和 Fe 替代 CeCo5 体系的异常磁行为
材料科学
2019-01-30 v1
摘要
为降低商用永磁体的材料与加工成本，并试图填补低磁通（铁氧体、铝镍钴）与高磁通（Nd2Fe14B 型和 SmCo5 型）磁体之间 10–20 MGOe 能积的这一空白，我们报道了 Ta、Cu 和 Fe 替代 CeCo5 的合成、结构、磁性能及建模。利用自熔剂技术，我们生长了以下单晶：I – Ce15.1Ta1.0Co74.4Cu9.5、II – Ce16.3Ta0.6Co68.9Cu14.2、III – Ce15.7Ta0.6Co67.8Cu15.9、IV – Ce16.3Ta0.3Co61.7Cu21.7 和 V – Ce14.3Ta1.0Co62.0Fe12.3Cu10.4。X 射线衍射分析（XRD）表明，这些材料保留了 CaCu5 亚结构，并以“哑铃”形式掺入少量 Ta，在 1D 六方通道内与 1a Ce 位一起占据 2e 晶体学位点，而 Co、Cu 和 Fe 统计分布于 2c 和 3g 晶体学位点。扫描电子显微镜、能量色散 X 射线光谱（SEM-EDS）和扫描透射电子显微镜（STEM）检测有力证明了所生长晶体的单相性质，尽管它们因 Co 富集、纳米级结构缺陷和层错（可作为钉扎中心）而轻易表现出约 1.6–约 1.8 kOe 的显著磁矫顽力。热处理过程中形成的“复合晶体”在主要为单晶粒的单晶内创建了扩展缺陷的三维阵列，极大改善了其磁特性。“复合晶体”形成的可能原因可能与低温下 Ta 原子离开基体间隙和/或低温下因混溶性降低引起的基体退化有关。Fe 强烈提高了体系的居里温度和磁化强度，从而在室温下获得 (BH)max：约 13 MGOe。
引用
@article{arxiv.1805.06545,
title = {Single Crystal Permanent Magnet: Extraordinary Magnetic Behavior in the ta, Cu and Fe Substituted CeCo5 System},
author = {Tej N. Lamichhane and Michael T. Onyszczak and Olena Palasyuk and Saba Sharikadze and Tae-Hoon Kim and Matthew J. Kramer and R. W. MacCallum and Aleksander L. Wysocki and Manh Cuong Nguyen and Vladimir P. Antropov and Tribhuvan Pandey and David Parker and Sergey L. Bud'ko and Paul C. Canfield and Andriy Palasyuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.06545},
year = {2019}
}
备注
17 pages, 18 figures