Магнитострикция в многокомпонентных соединениях на основе редкоземельных металлов и железа со структурой фаз Лавеса

Аннотация

В работе было проведено комплексное изучение структурных, магнитных и магнитострикционных характеристик многокомпонентных соединений на основе SmFe₂ и TbFe₂. Рассмотрено влияние замещение в 3d и редкоземельной подрешётках на свойства соединений RT₂. Для этого были исследованы магнитные и магнитострикционные характеристики систем Sm_0.2(Gd,Y)_0.8Fe₂ с замещением самария иттрием и гадолинием, Sm_0.2(Dy,Y)_0.8Fe₂ с замещением самария диспрозием и иттрием, Tb_0.16Ho_0.84(Fe,Co)₂ с замещением железа кобальтом и Tb_0.16Ho_0.84(Fe,Ni)₂ с замещением железа никелем.

Полученные результаты

1. В системе Sm_0.2(Gd,Y)_0.8Fe₂ показано наличие существенного вклада одноионной магнитострикции подрешетки редкоземельных металлов (РЗМ). Показано, что увеличение концентрации ионов иттрия в системе Sm_0.2(Gd,Y)_0.8Fe₂ приводит к уменьшению температур спин-переориентационного фазового перехода (СПП) и величины магнитострикции в результате ослабления 3d-4f (а также 4f-4f) обменного взаимодействия.
2. Обнаружено, что наличие СПП в системе Sm_0.2(Gd,Y)_0.8Fe₂ определяется в первую очередь вкладом подрешётки самария.
3. В Sm_0.2Dy_0.8Fe₂ обнаружена большая магнитокристаллическая анизотропия, обусловленная анизотропией Dy. Знакопеременная по полю и температуре магнитострикция позволяет использовать этот материал в датчиках поля.
4. Найдено, что наибольшую магнитострикционную восприимчивость в системе Tb_0.16Ho_0.84(Fe,Co)₂ позволяет получить 10% замещение железа атомами Co. При этом в том же составе линейный участок полевой зависимости магнитострикционной восприимчивости наблюдается в наименьших полях (от 0.2 до 0.9 кЭ). Данный материал может быть использован в анизотропных датчиках размера, либо в переключателях для управляющих схем.
5. Показано, что замещение Ni в системе Tb_0.16Ho_0.84(Fe,Ni)₂ уменьшает температуры Кюри и сдвигает температуры СПП. Также при замещении железа никелем, в отличие от составов с замещением железа кобальтом, уменьшается магнитострикционная восприимчивость и константа анизотропии