引言最近几年，新型稀土（Ｒ）过渡族（Ｔ）金属间化合物永磁材料的探索集中在１∶１２，２∶１ ７，３∶２９型稀土铁基化合物上〔１〕ＴｈＭｎ１２型富铁化合物由于其良好的永磁性能被人 们所研究，然而具有ＴｈＭｎ１２型结构的Ｒ－Ｆｅ化合物是不存在的，即Ｒ（ｓ）＋１２Ｆｅ→ ＲＦｅ（ｓ）反应的ΔＧ＞０只有加入作为稳定元素的第３个元素（Ｍ）后才能形成稳定的Ｔｈ Ｍｎ１２型Ｒ－Ｆｅ化合物，Ｘ衍射实验和中子衍射实验研究发现：１∶１２型Ｒ－Ｆｅ－Ｍ三元 化合物，即通常我们写成ＲＦｅ１２－ｘＭｘ（其中Ｍ＝Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ 或Ｓｉ，１．０≤ｘ≤４．０）形式的化合物都是结晶成体心四方ＴｈＭｎ１２型结构〔２〕在 １∶１２型化合物中，存在３个不等价过渡族晶位：８ｉ，８ｊ，８ｆ，它们对化合物的内禀磁性 贡献不同本文报道了Ｃｏ替代Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７中的Ｆｅ对化合物结 构和磁性的影响１实验纯度超过９９９％的Ｙ，Ｆｅ，Ｃｏ和Ｎｂ，按分子式配比称量后利用 电弧炉在高纯氩气保护下熔炼成Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７（ｘ＝０，０．０５ ，０．１０，０．２０）合金锭样品不需要进行退火处理，就可以直接进行测量利用热磁分析 和粉末Ｘ射线衍射研究样品的单相性和晶体结构，利用振动样品磁强计测定了化合物的高温区热磁 曲线（Ｍ－Ｔ）将合金样品在石油醚保护下研磨成１０μｍ后，与环氧树脂混合均匀，在室温下 置于大约１Ｔ的磁场下取向并固化，即可得到取向粉末样品，样品在室温下的饱和磁化强度和各向 异性场均通过脉冲强磁场装置测定２结果与讨论粉末样品的Ｘ射线衍射谱表明Ｃｏ替代Ｙ（Ｆｅ １－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物中Ｆｅ没有改变样品的晶体结构，所有的化合物仍保持 ＴｈＭｎ１２型结构Ｘ射线衍射和热磁曲线测量表明，所有的样品基本上是单相的图１为Ｙ（ Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７系列化合物粉末样品的Ｘ射线衍射图图２是Ｙ（Ｆｅ１ －ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物的晶格参数随Ｃｏ含量的依赖关系可以清楚看到Ｃｏ替 代Ｆｅ导致了晶格参数的单调下降和晶胞的收缩，这源于Ｃｏ原子半径比Ｆｅ小附表列出了Ｙ（ Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物的晶体结构常数ａ，ｃ，Ｖ和磁性参数，如居里温 度Ｔｃ，室温下的饱和磁化强度Ｍｓ和各向异性场Ｂａ．图１Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎ ｂ０．７系列化合物粉末样品的Ｘ射线衍射图图２Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化 合物的晶格参数随Ｃｏ含量的依赖关系附表Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物的 晶体结构常数ａ，ｃ，Ｖ和磁性参数ｘａ／ｎｍｃ／ｎｍＶ／ｎｍ３Ｔｃ／ＫＭｓ／Ａｍ２·ｋｇ －１Ｂａ／Ｔ０．０００．８５１８０．４７９８０．３４８１５２６１３４．３２．２１０．０ ５０．８５２４０．４７９２０．３４８２５６９１４０．７２．４００．１００．８５１７０． ４７８７０．３４７３６５７１５２．２２．１７０．２００．８５１６０．４７８３０．３４６ ９７５９１５０．８２．０３图３给出了Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物在０ ０５Ｔ外场下的高温热磁曲线由热磁曲线求得居里温度Ｔｃ，表明居里温度Ｔｃ随Ｃｏ含量的 增加而增加众所周知，Ｙ是非磁性的，所以Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物 的居里温度完全取决于过渡族金属磁矩间的交换作用Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０． ７化合物中的交换相互作用常数包括ＪＦｅ－Ｆｅ，ＪＣｏ－Ｃｏ，ＪＦｅ－Ｃｏ，分别存在于不 同原子之间居里温度能够通过分子场模型来描述根据Ｌｕｂｏｒｓｋｙ所用的方法，Ｙ（Ｆｅ １－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物的居里温度随ｘ变化（随Ｃｏ含量变化）的关系能够被 描述为：Ｔｃ＝〔ＴＦｅ－Ｆｅ（１－ｘ）＋ＴＣｏ－Ｃｏｘ〕／２＋｛１／４〔ＴＦｅ－Ｆｅ（ １－ｘ）－ＴＣｏ－Ｃｏｘ〕２＋Ｔ２Ｆｅ－Ｃｏ（１－ｘ）ｘ｝１／２其中ＴＦｅ－Ｆｅ，ＴＣ ｏ－Ｃｏ，ＴＦｅ－Ｃｏ分别是同交换相互作用常数ＪＦｅ－Ｆｅ，ＪＣｏ－Ｃｏ，ＪＦｅ－Ｃｏ 对应的相互作用温度因此相互作用温度的高低就反应了交换作用常数的大小，也反应了交换作用 的强弱，随着Ｃｏ含量的增加，Ｆｅ－Ｃｏ之间的交换作用逐渐增强，从而提高了化合物的居里温 度图３Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物在００５Ｔ外场下的高温热磁曲线 室温下的饱和磁化强度通过将Ｍ－Ｈ曲线的饱和部分内插到Ｈ＝０获得图４给出了饱和磁化强度 Ｍｓ随成分的变化曲线从图４可以看出，饱和磁化强度Ｍｓ先增加后减小利用Ｓｔｏｎｅｒ能 带理论可以对上述结果作出很好的解释Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物中Ｃ ｏ替代Ｆｅ后，改变了３ｄ电子能带结构与文献〔５〕中报道在Ｙ（Ｆｅ，Ｃｏ）１１Ｔｉ和Ｆｅ －Ｃｏ二元合金中Ｍｓ随Ｃｏ含量增加出现极大值是一致的，Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎ ｂ０．７化合物的Ｍｓ在ｘ＝０．１～０．２之间出现最大值，与Ｆｅ－Ｃｏ合金中极大值位置不 同，这可能与Ｙ和Ｎｂ原子的电子贡献有关ｘ＝０．０５时的磁化曲线和ＳＰＤ信号与Ｈ的对应 曲线如图５应用奇点探测（ＳＰＤ）方法获得Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合 物的各向异性场Ｂａ图４给出图４Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物饱和磁化 强度和３００Ｋ的各向异性场随ｘ变化的曲线图５ｘ＝０．０５时的磁化曲线和ＳＰＤ信号与Ｈ的 对应曲线了各向异性场与Ｃｏ含量的依赖关系由图４明显看出，室温（３００Ｋ）的各向异性场 随Ｃｏ原子含量的增加，先增大而后下降由于各向异性场Ｂａ与磁晶各向异性常数Ｋ和Ｆｅ，Ｃ ｏ的磁矩与温度依赖关系相关，一般说来，在１∶１２化合物中纯Ｆｅ基的轴各向异性场Ｂａ比相 应的纯Ｃｏ基的各向异性场Ｂａ高，用Ｃｏ替代Ｆｅ后导致居里温度显著增加，相应的Ｆｅ次晶格 和Ｃｏ次晶格各向异性场随温度的变化趋势也有相应的改变，可参见文献〔６〕，替代后的化合物 的各向异性场有可能比对应纯Ｆｅ基化合物的各向异性场高，即产生如图２所示在ｘ＝０．１～０．２之间出现各向异性场Ｂａ的极值，并且高于纯Ｆｅ基的各向异性场Ｂａ，而后磁晶各向异性场Ｂａ就下降，并且低于纯Ｆｅ基的各向异性场Ｂａ的值Y(Fe_(1-x)Co_x)_(11.3)Nb_(0.7)化合物的结构与磁性研究@罗广圣@李劲松$南昌大学材料科学工程系ＴｈＭｎ_(１２)型结构， 居里温度，饱和磁化强度，各向异性场粉末样品的Ｘ射线衍射和热磁曲线测量表明，所有Ｙ（Ｆｅ １－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７（ｘ＝０，０．０５，０．１０，０．２０）化合物具有Ｔｈ Ｍｎ１２型结构，且有良好的单相性Ｃｏ替代Ｆｅ引起居里温度Ｔｃ显著提高和晶格常数的单调 减小，室温下的饱和磁化强度Ｍｓ随Ｃｏ含量的增加在ｘ＝０．１～０．２之间呈现极大值，各向 异性场Ｂａ随ｘ的增加，先增加而后减小〔１〕ＨａｎＸＦ，ＹａｎｇＦＭ，ＺｈｕＪＪ，ｅｔ ａｌ．ＪＡｐｐｌＰｈｙｓ，１９９７，８１：３２４８〔２〕ＢｕｓｃｈｏｗＫＨＪ．ＪＡｐｐ ｌＰｈｙｓ，１９８８，６４：２４９〔３〕ＭｉｓｈｒａＲＫ，ＴｈｏｍａｓＧ，Ｙｏｎｅｙａ ｍａＴ，ｅｔａｌ．ＪＡｐｐｌＰｈｙｓ，１９８１，５２〔４〕ＢｕｓｃｈｏｗＫＨＪ，Ｗｏｈ ｌｆａｒｔｈｅｄＩｎＥＰ．ＦｅｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ．ＡＨａｎｄｂｏｏ ｋｏｎｔｈｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＭａｇｎｅｔｉｃａｌｙＯｒｄｅｒｅｄＳｕｂｓｔａｎ ｃｅｓ：Ｖｏｌ１．Ｎｏｒｔｈ－ｈｏｌａｎｄ，Ａｍｓｔｅｒｄａｍ，１９８０．２９７〔５〕 ＹａｎｇＹＣ，ＳｕｎＨ，ＺｈａｎｇＺＹ，ｅｔａｌ．ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＣｏｍｍｕｎ，１ ９８８，６８：１７５〔６〕ＷａｎｇＪＬ，ＴａｎｇＮ，ＨａｎＸＦ，ｅｔａｌ．Ｊｏｕｒｎａ ｌｏｆＡｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｕｎｄｓ，１９９６，２３５：１９７～２００江西省自然科学 基金值是一致的，Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物的Ｍｓ在ｘ＝０．１～０． ２之间出现最大值，与Ｆｅ－Ｃｏ合金中极大值位置不同，这可能与Ｙ和Ｎｂ原子的电子贡献有关 ｘ＝０．０５时的磁化曲线和ＳＰＤ信号与Ｈ的对应曲线如图５应用奇点探测（ＳＰＤ）方法 获得Ｙ（Ｆｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物的各向异性场Ｂａ图４给出图４Ｙ（Ｆ ｅ１－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７化合物饱和磁化强度和３００Ｋ的各向异性场随ｘ变化的曲 线图５ｘ＝０．０５时的磁化曲线和ＳＰＤ信号与Ｈ的对应曲线了各向异性场与Ｃｏ含量的依赖关 系由图４明显看出，室温（３００Ｋ）的各向异性场随Ｃｏ原子含量的增加，先增大而后下降 由于各向异性场Ｂａ与磁晶各向异性常数Ｋ和Ｆｅ，Ｃｏ的磁矩与温度依赖关系相关，一般说来， 在１∶１２化合物中纯Ｆｅ基的轴各向异性场Ｂａ比相应的纯Ｃｏ基的各向异性场Ｂａ高，用Ｃｏ 替代Ｆｅ后导致居里温度显著增加，相应的Ｆｅ次晶格和Ｃｏ次晶格各向异性场随温度的变化趋势 也有相应的改变，可参见文献〔６〕，替代后的化合物的各向异性场有可能比对应纯Ｆｅ基化合物 的各向异性场高，即产生如图２所示在ｘ＝０．１～０．２之间出现各向异性场Ｂａ的极值，并且 高于纯Ｆｅ基的各向异性场Ｂａ，而后磁晶各向异性场Ｂａ就下降，并且低于纯Ｆｅ基的各向异性场Ｂａ的值Y(Fe_(1-x)Co_x)_(11.3)Nb_(0.7)化合物的结构与磁性研究@罗广圣@李劲松$南昌大学材料科学工程系ＴｈＭｎ_(１２)型结构， 居里温度，饱和磁化强度，各向异性场粉末样品的Ｘ射线衍射和热磁曲线测量表明，所有Ｙ（Ｆｅ １－ｘＣｏｘ）１１．３Ｎｂ０．７（ｘ＝０，０．０５，０．１０，０．２０）化合物具有ＴｈＭｎ１２型结构，且有良好的单相性Ｃｏ替代Ｆｅ引起居里温度Ｔｃ显著提
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