搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

冲击波诱导Nd2Fe14B磁相变的理论计算研究

鲁峰 陈朗 冯长根

引用本文:
Citation:

冲击波诱导Nd2Fe14B磁相变的理论计算研究

鲁峰, 陈朗, 冯长根

Shock induced Nd2Fe14B magnetic transition based on molecular field theory analysis

Lu Feng, Chen Lang, Feng Chang-Gen
PDF
导出引用
  • 根据Nd2Fe14B的冲击加载实验,计算了3.3–7.2 GPa压力范围内冲击波阵面上压力与温度的关系. 基于分子场理论,引入压力等效场,改进了双亚点阵理论模型,并分析了在不同温度和压力下Nd2Fe14B的磁性转变机理. 计算了压力对Nd2Fe14B 磁致伸缩系数、磁化率、磁化强度以及居里温度的影响,给出了Nd2Fe14B发生铁磁-顺磁相变的压力和温度判据. 计算结果表明:压力使Nd2Fe14B的居里温度逐渐向低温区转移,当压力从0 GPa 增加到1.15 GPa时,居里温度从584 K降至292 K; 随着压力的增加,Nd2Fe14B的磁化强度不断下降,且临界去磁压力随温度的升高呈下降趋势; 在3.3–7.2 GPa压力范围内,Nd2Fe14B 发生了铁磁-顺磁相变.
    According to the shock wave experiment on the Nd2Fe14B ferromagnet, the relationship between pressure and temperature on the shock front is calculated in a pressure range from 3.3 GPa to 7.2 GPa. In order to analyze the magnetic transition mechanism of Nd2Fe14B under different temperatures and applied pressures, the equivalent pressure field is introduced to improve the two-sublattice model based on the molecular field theory. The pressure dependence of magnetostriction coefficient, susceptibility, magnetization, and Curie temperature of Nd2Fe14B are calculated. The criteria of the ferromagnetic-paramagnetic phase transition occurring in Nd2Fe14B at different temperatures and pressures are obtained. The results indicate that the Curie temperature of Nd2Fe14B decreases as pressure increases. The Curie temperature reduces from 584 K at 0 GPa to 298 K at 1.142 GPa. With the increasing of pressure, the magnetization of Nd2Fe14B declines. The critical demagnetization pressure of Nd2Fe14B also decreases with the increasing of temperature. In a pressure region from 3.3 GPa to 7.2 GPa, there appears the pressure induced ferromagnetic-paramagnetic phase transition of Nd2Fe14B.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11072036)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11072036).
    [1]

    Herbst J F, Croat J J 1982 J. Appl. Phys. 53 4304

    [2]

    Zhang Z W, Zhang X M, Ren S W, Han L P, Ni Z C, Liu Z Y 2002 J. Magn. Magn. Mater. 248 158

    [3]

    Zhang X M, Huang R W, Zhang Z W 2002 J. Magn. Magn. Mater. 241 131

    [4]

    Zhang Z W, Huang R W 1992 J. Alloys Compd. 185 363

    [5]

    Ren S W, Zhang Z W, Liu Y 1995 J. Magn. Magn. Mater. 139 175

    [6]

    Hao Y M 2000 Chin. Phys. Lett. 17 444

    [7]

    Wang X G, Pan S H, Yang G Z 2000 Chin. Phys. Lett. 17 132

    [8]

    Guo G H 2001 Acta Phys. Sin. 50 313 (in Chinese) [郭光华 2001 物理学报 50 313]

    [9]

    Prasongkit J, Tang I M 2004 J. Magn. Magn. Mater. 284 376

    [10]

    Wang W, Xu H J, Xu X M, Zhang Y J, Li F 2013 J. Magn. Magn. Mater. 331 225

    [11]

    Hu T Li, Wang X, Han B, Li Y, Huang F X, Zhou Q, Zhang T 2013 Chin. Phys. B 22 120701

    [12]

    Zhang B P, Zhang Q M, Huang F L 2001 Theory of Detonation Physics (Beijing: Weapon Industry Press) p402 (in Chinese) [张宝平, 张庆明, 黄风雷 2001 爆轰物理学 (北京: 兵器工业出版社) 第402页]

    [13]

    Kaminski D A, Jiles D C, Biner S B, Sablik M J 1992 J. Magn. Magn. Mater. 104 382

    [14]

    Bozorth R M 1951 Ferromagnetism (New York: D. Van Nostrand) p610

    [15]

    Wang H J 2007 Ph. D. Dissertation (Beijing: Central Iron and Steel Research Institute) (in Chinese) [王会杰 2007 博士学位论文 (北京: 钢铁研究总院)]

    [16]

    Hirosawa S, Matsuura Y, Yamamoto H, Fujimura S, Sagawa M 1986 J. Appl. Phys. 59 873

    [17]

    Zhou S Z, Dong Q F 2004 Supermagnets: Rare-earth and Iron System Permanent Magnet (Beijing: Metallurgical Industry Press) p7 (in Chinese) [周寿增, 董清飞 2004 超强永磁体–稀土铁系永磁材料(北京: 冶金工业出版社)第7页]

    [18]

    Li Y F, Zhu M G, Li W Zhou D, Lu F Chen L, Wu J Y, Qi Y, Du A 2013 Chin. Phys. Lett. 30 097501

  • [1]

    Herbst J F, Croat J J 1982 J. Appl. Phys. 53 4304

    [2]

    Zhang Z W, Zhang X M, Ren S W, Han L P, Ni Z C, Liu Z Y 2002 J. Magn. Magn. Mater. 248 158

    [3]

    Zhang X M, Huang R W, Zhang Z W 2002 J. Magn. Magn. Mater. 241 131

    [4]

    Zhang Z W, Huang R W 1992 J. Alloys Compd. 185 363

    [5]

    Ren S W, Zhang Z W, Liu Y 1995 J. Magn. Magn. Mater. 139 175

    [6]

    Hao Y M 2000 Chin. Phys. Lett. 17 444

    [7]

    Wang X G, Pan S H, Yang G Z 2000 Chin. Phys. Lett. 17 132

    [8]

    Guo G H 2001 Acta Phys. Sin. 50 313 (in Chinese) [郭光华 2001 物理学报 50 313]

    [9]

    Prasongkit J, Tang I M 2004 J. Magn. Magn. Mater. 284 376

    [10]

    Wang W, Xu H J, Xu X M, Zhang Y J, Li F 2013 J. Magn. Magn. Mater. 331 225

    [11]

    Hu T Li, Wang X, Han B, Li Y, Huang F X, Zhou Q, Zhang T 2013 Chin. Phys. B 22 120701

    [12]

    Zhang B P, Zhang Q M, Huang F L 2001 Theory of Detonation Physics (Beijing: Weapon Industry Press) p402 (in Chinese) [张宝平, 张庆明, 黄风雷 2001 爆轰物理学 (北京: 兵器工业出版社) 第402页]

    [13]

    Kaminski D A, Jiles D C, Biner S B, Sablik M J 1992 J. Magn. Magn. Mater. 104 382

    [14]

    Bozorth R M 1951 Ferromagnetism (New York: D. Van Nostrand) p610

    [15]

    Wang H J 2007 Ph. D. Dissertation (Beijing: Central Iron and Steel Research Institute) (in Chinese) [王会杰 2007 博士学位论文 (北京: 钢铁研究总院)]

    [16]

    Hirosawa S, Matsuura Y, Yamamoto H, Fujimura S, Sagawa M 1986 J. Appl. Phys. 59 873

    [17]

    Zhou S Z, Dong Q F 2004 Supermagnets: Rare-earth and Iron System Permanent Magnet (Beijing: Metallurgical Industry Press) p7 (in Chinese) [周寿增, 董清飞 2004 超强永磁体–稀土铁系永磁材料(北京: 冶金工业出版社)第7页]

    [18]

    Li Y F, Zhu M G, Li W Zhou D, Lu F Chen L, Wu J Y, Qi Y, Du A 2013 Chin. Phys. Lett. 30 097501

  • [1] 刘冰心, 李宗良. CrO2单层:一种兼具高居里温度和半金属特性的二维铁磁体. 物理学报, 2024, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.73.20240246
    [2] 孙敬淇, 吴绪才, 阙志雄, 张卫兵. 基于材料组分信息的高居里温度铁磁材料预测. 物理学报, 2023, 72(18): 180202. doi: 10.7498/aps.72.20230382
    [3] 张浩杰, 张茹菲, 傅立承, 顾轶伦, 智国翔, 董金瓯, 赵雪芹, 宁凡龙. 一种具有“1111”型结构的新型稀磁半导体(La1–xSrx)(Zn1–xMnx)SbO. 物理学报, 2021, 70(10): 107501. doi: 10.7498/aps.70.20201966
    [4] 黄玉昊, 张贵涛, 王如倩, 陈乾, 王金兰. 二维双金属铁磁半导体CrMoI6的电子结构与稳定性. 物理学报, 2021, 70(20): 207301. doi: 10.7498/aps.70.20210949
    [5] 杨自欣, 高章然, 孙晓帆, 蔡宏灵, 张凤鸣, 吴小山. 铅基钙钛矿铁电晶体高临界转变温度的机器学习研究. 物理学报, 2019, 68(21): 210502. doi: 10.7498/aps.68.20190942
    [6] 刘忠深, 特古斯, 欧志强, 范文迪, 宋志强, 哈斯朝鲁, 伟伟, 韩睿. 在永磁体强磁场中Mn1.2Fe0.8P1-xSix系列化合物热磁发电研究. 物理学报, 2015, 64(4): 047103. doi: 10.7498/aps.64.047103
    [7] 王芳, 汪金芝, 冯唐福, 孙仁兵, 余盛. La(Fe, Si)13化合物的居里温度机制. 物理学报, 2014, 63(12): 127501. doi: 10.7498/aps.63.127501
    [8] 卢兆信. 参数修改对铁电薄膜相变性质的影响. 物理学报, 2013, 62(11): 116802. doi: 10.7498/aps.62.116802
    [9] 郝红飞, 王静, 孙锋, 张澜庭. Dy在Nd2Fe14B晶格中的占位及其对Fe原子磁矩影响的第一性原理计算. 物理学报, 2013, 62(11): 117501. doi: 10.7498/aps.62.117501
    [10] 郝延明, 王玲玲, 严达利, 安力群. 电弧炉制备的Sm2Fe17-xCrx化合物的结构与磁性. 物理学报, 2009, 58(10): 7222-7226. doi: 10.7498/aps.58.7222
    [11] 王叶安, 秦福文, 吴东江, 吴爱民, 徐 茵, 顾 彪. 基于电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积技术生长GaMnN稀磁半导体的研究. 物理学报, 2008, 57(1): 508-513. doi: 10.7498/aps.57.508
    [12] 吴文霞, 郭永权, 李安华, 李 卫. Nd2Fe14B的价电子结构分析和磁性计算. 物理学报, 2008, 57(4): 2486-2492. doi: 10.7498/aps.57.2486
    [13] 申 晔, 邢怀中, 俞建国, 吕 斌, 茅惠兵, 王基庆. 极化诱导的内建电场对Mn δ掺杂的GaN/AlGaN量子阱居里温度的调制. 物理学报, 2007, 56(6): 3453-3457. doi: 10.7498/aps.56.3453
    [14] 金 灿, 朱 骏, 毛翔宇, 何军辉, 陈小兵. Mo掺杂SrBi4Ti4O15陶瓷的铁电介电性能. 物理学报, 2006, 55(7): 3716-3720. doi: 10.7498/aps.55.3716
    [15] 徐绍言, 陆博翘, 郑亚茹, 孙 雁. 过渡金属Fe,Co,Ni居里点附近热电势的实验研究. 物理学报, 2006, 55(5): 2529-2533. doi: 10.7498/aps.55.2529
    [16] 刘喜斌, 沈保根. Mn5Ge2.7M0.3 (M=Ga,Al,Sn) 化合物的磁性和磁熵变. 物理学报, 2005, 54(12): 5884-5889. doi: 10.7498/aps.54.5884
    [17] 羌 锋, 朱 骏, 毛翔宇, 陈小兵. Dy掺杂对Sr2Bi4Ti5O18铁电陶瓷性能的影响. 物理学报, 2005, 54(11): 5422-5427. doi: 10.7498/aps.54.5422
    [18] 朱 骏, 卢网平, 刘秋朝, 毛翔宇, 惠 荣, 陈小兵. (Bi, La)4Ti3O12-Sr(Bi, La)4Ti4O15共生结构铁电材料性能研究. 物理学报, 2003, 52(10): 2627-2631. doi: 10.7498/aps.52.2627
    [19] 郝延明, 赵 伟, 高 艳. Y2(Fe1-x-y,Coy,Crx)17化合 物的结构及居里温度. 物理学报, 2003, 52(10): 2612-2615. doi: 10.7498/aps.52.2612
    [20] 陈伟, 钟伟, 潘成福, 常虹, 都有为. La0.8-xCa0.2MnO3纳米颗粒的居里温度与磁热效应. 物理学报, 2001, 50(2): 319-323. doi: 10.7498/aps.50.319
计量
  • 文章访问数:  4735
  • PDF下载量:  317
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-03-19
  • 修回日期:  2014-04-22
  • 刊出日期:  2014-08-05

/

返回文章
返回