【摘要】：本文采用真空電弧熔煉爐制備了Dy-Fe-Mn三元系列合金及相關(guān)化合物,利用X射線衍射儀(XRD)研究其結(jié)構(gòu)、掃描電子顯微鏡(SEM/EDS)研究形貌及成份、振動樣品磁強計(VSM)以及綜合物性測量系統(tǒng)(PPMS)研究其磁性能及磁熱效應(yīng),并利用差熱分析(DTA)以及Rietveld全譜擬合結(jié)構(gòu)精修等手段研究了Dy-Fe-Mn三元體系的相平衡及其相關(guān)化合物的晶體學(xué)參數(shù)。結(jié)論如下:(1)研究并繪制出Dy-Fe-Mn三元合金800℃的等溫截面。結(jié)果表明,該三元體系在800℃存在5個三相區(qū)、13個兩相區(qū)和9個單相區(qū)。其中,Mn_2Dy與Fe_2Dy、Mn_(23)Dy_6與Fe_(23)Dy_6形成了連續(xù)的線性固溶體;Mn在Fe_3Dy固溶度約為3.8at.%Mn,在Fe_(17)Dy_2化合物中固溶度為21.7 at.%Mn。Fe在Mn_(12)Dy中形成線性置換固溶體,固溶度約為74 at.%Fe,沒有發(fā)現(xiàn)新的三元化合物。(2)對(Mn_(1-x)Fe_x)_2Dy(x=0.0-1.0)化合物的研究表明其為面心立方晶體結(jié)構(gòu),晶格參數(shù)a和晶胞體積V隨著x值的增加而減小。Mn_2Dy化合物表現(xiàn)為反鐵磁性,Fe_2Dy表現(xiàn)為鐵磁性,該化合物飽和磁化強度M_S也隨之大幅度增加,反鐵磁的Mn_2Dy化合物幾乎不顯示磁致伸縮性能,隨x變化量的逐漸增大,樣品對磁場越來越靈敏并且磁致伸縮系數(shù)(λ)逐步提高,x=0.9時λ在72 kA/m外場下最高可以達(dá)到350 ppm。(3)研究了(Fe_(1-x)Mn_x)_(17)Dy_2(x=0.0-0.3)系列化合物的晶體結(jié)構(gòu)、磁熱性能及儲氫性能。結(jié)果表明Fe_(17)Dy_2化合物隨著Mn的添加量x=0.0-0.2的變化始終保持Th_2Ni_(17)結(jié)構(gòu),且晶格參數(shù)a和晶胞體積V隨著x值增加而增大。Fe_(17)Dy_2化合物的最大磁熵變?yōu)?.9 J·kg~(-1)·K~(-1),隨著Mn的添加磁熵變逐漸的減小,說明Mn的添加不能提高該化合物的磁熵變。對Fe_(17)Dy_2化合物在不同溫度下的儲氫量的研究表明,其在300℃的儲氫量約為0.14 wt.%,當(dāng)溫度在100℃時的儲氫量約為0.18 wt.%。在Fe_(17)Dy_2Co_x(x=0.0-0.15)系列化合物中Co的添加并沒有改變該化合物的結(jié)構(gòu),Co的添加并沒有提高該化合物的儲氫量。(4)研究了(Mn_(1-x)Fe_x)_(23)Dy_6(x=0.0-1.0)系列化合物的結(jié)構(gòu)、磁性能以及儲氫性能。隨著Fe含量的增加該化合物始終保持Th_6Mn_(23)型晶體結(jié)構(gòu),且存在較為明顯的鐵磁-反鐵磁-鐵磁轉(zhuǎn)變。居里溫度(T_C)隨著Fe含量的增加呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢,說明Fe可以在116-536 K大溫區(qū)內(nèi)有效調(diào)節(jié)該化合物的T_C。對部分(Mn_(1-x)Fe_x)_(23)Dy_6系列化合物的PCT測試結(jié)果表明,隨著Fe含量的增加該系列化合物的儲氫含量逐漸增加,在x=0.0,0.1,0.3儲氫量分別為0.12、0.13和0.16 wt.%。
【學(xué)位授予單位】：桂林電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG139.7

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本文編號：2675673