發(fā)布時間：2021-06-25 02:38

　　為研究Ta替代部分Mn對Mn_1-xTa_xCoGe（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04）系列合金晶體結(jié)構(gòu)、馬氏體相變和磁性能的影響,將Mn,Ta,Co,Ge金屬單質(zhì)（純度為99.99%以上）置于充滿高純氬氣（純度為99.99%以上）的WK-Ⅱ型非自耗電弧爐內(nèi)進(jìn)行熔煉,冷卻后置于充滿氬氣（純度為99.99%以上）的石英管中,在1 073 K的溫度下退火120 h,隨爐冷卻至室溫后得到Mn_1-xTa_xCoGe（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04）系列合金。采用X射線衍射（XRD）、差示掃描量熱儀（DSC）和多參數(shù)磁學(xué)測量系統(tǒng)對合金材料的晶體結(jié)構(gòu)、馬氏體相變和磁性能進(jìn)行了表征。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),室溫下的Mn_1-xTa_xCoGe（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04）系列合金呈現(xiàn)單一的正交馬氏體相結(jié)構(gòu),Ta取代Mn沒有改變合金在室溫下的晶體結(jié)構(gòu),晶胞體積隨著Ta含量的升高而增大;隨著Ta對Mn的取代,馬氏體相變溫度從480K升高到585... 

【文章來源】：功能材料. 2020,51(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

Mn-Ta-Co-Ge合金粉末在室溫下的XRD圖

為了分析Ta的摻雜對Mn-Co-Ge合金馬氏體轉(zhuǎn)變溫度的影響,測得了Mn1-xTaxCoGe(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)合金在升降溫速率為20 K/min條件下的DSC曲線,如圖2所示。圖中的箭頭方向表示升溫和降溫過程。從圖中可以看出,合金在加熱和冷卻的情況時都只出現(xiàn)一個放熱峰和吸熱峰,且熱滯較大,這是一級結(jié)構(gòu)相變的典型特征。Ta的摻雜沒有改變其相變順序,放熱峰曲線為馬氏體相變曲線,具有吸熱峰的曲線為馬氏體逆相變曲線。Mn1-xTaxCoGe(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)合金馬氏體相變溫度和逆相變溫度隨Ta含量的變化情況如圖3所示。當(dāng)x=0時,馬氏體相變開始溫度為480 K。當(dāng)Ta含量逐漸增加時,馬氏體相變溫度逐漸升高。當(dāng)x=0.04時,馬氏體相變開始溫度高達(dá)585 K,并且相變溫度仍有增加的趨勢。由之前的研究成果可以知道,馬氏體相變結(jié)構(gòu)溫度通常對價電子濃度有著強(qiáng)烈的依賴[14],馬氏體結(jié)構(gòu)相變隨著價電子濃度的降低向低溫方向移動。但是如圖4所示,在Mn1-xTaxCoGe(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)合金中,隨著Ta含量的增加,價電子濃度降低,馬氏體相變溫度卻隨之升高,因此不能用價電子濃度的變化說明馬氏體轉(zhuǎn)變溫度的升高。除價電子濃度外,晶胞體積也是也是影響轉(zhuǎn)變溫度的重要因素。MnCoGe合金中六角Ni2In型奧氏體相的晶胞體積小于正交TiNiSi型馬氏體相,原子半徑較大的元素的摻雜會增大合金的晶胞體積,穩(wěn)定正交馬氏體相結(jié)構(gòu),增大相變溫度[19-20]。如圖5所示,在Mn1-xTaxCoGe(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)合金中,由于Ta的原子半徑要大于Mn,因此隨著Ta含量的增加,合金晶胞體積增大,馬氏體相趨于穩(wěn)定,馬氏體轉(zhuǎn)變溫度升高。此外,在該系列合金DSC圖譜中,可以觀察到升溫和降溫過程中均在330K溫度附近出現(xiàn)較弱的峰,滯后較小,這是二級磁相變的典型特征,因此可以推斷在330 K附近發(fā)生了順磁-鐵磁的居里轉(zhuǎn)變,且居里轉(zhuǎn)變溫度隨Ta含量的變化而變化。圖3 Mn1-xTaxCoGe(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)合金相變溫度圖

圖2 Mn1-xTaxCoGe(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)合金的DSC曲線圖4 價電子濃度與Mn1-xTaxCoGe(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)合金相變溫度對比圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非化學(xué)計量比MnFe（P，Si，Ge）合金在低場下的磁熱效應(yīng)[J]. 王高峰,松林,李福安,哈斯朝魯,李新文,特古斯.  金屬學(xué)報. 2007(08)



本文編號：3248321