摘要:
亚稳相SmCo7型合金由于具有高的居里温度和高的磁各向异性,是高性能高温稀土永磁合金材料的研究热点。通过添加合金化元素和纳米化等途径制备室温稳定的亚稳相SmCo7型合金已有较多研究报道,然而对于合金化元素如何影响Sm-Co亚稳相的稳定性及其磁性能,缺乏系统的理论研究。本工作利用第一性原理计算,结合相应的实验研究,分析Hf添加对纳米晶SmCo7相稳定性及磁性能的影响。通过对合金化元素在不同占位下形成能的计算,发现Hf元素占据2e晶位时,可以获得最为稳定的1∶7H型亚稳相结构;当Hf元素掺杂位点变化为3g晶位时,可能引起1∶7H相向2∶17R的转变,由此解释了SmCo7-xHfx中Hf在高浓度掺杂和高温热处理条件下发生相失稳的现象。通过对(111)和(100)面Sin-Co合金电荷密度图的分析,发现添加Hf元素后,Sm与Co原子之间交互作用得到加强,且在2c晶位的Co与Co原子之间存在一定的共价键作用。相应的态密度图分析表明,非磁性元素Hf降低合金磁化强度的原因是在微结构中改变Sm原子的上/下自旋状态从而引起系统净磁矩的减小。
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