اثر جانشانی کبالت بر خواص مغناطوالاستیکی ترکیب Cu13Fe6Nd

ایرانمنش, پروانه; تجبر, ناصر; رضایی رکن‌آبادی, محمود; فروشارت, دانیل; پورآرین, فائز

اثر جانشانی کبالت بر خواص مغناطوالاستیکی ترکیب Cu13Fe6Nd

نویسندگان

¹ دانشگاه فردوسی مشهد،

² مرکز ملی تحقیقات علوم (CNRS) گرنوبل

³ دانشگاه کارنگی ملون

چکیده

در این پژوهش خواص مغناطوالاستیکی ترکیبهای بین فلزی (1 و 0 = x) –xCoxCu13Fe6Nd بررسی شده است. تحلیل پراش پرتو X نشان داد که نمونه 0 = x تقریباً تک فاز است و نمونهی دیگر ساختار چند فازی دارد. در اثر جانشانی اتم Co، پارامترهای شبکه کاهش، دمای نیل فاز اصلی و دمای کوری فاز ناخالصی افزایش مییابد. در نمونه 1 = x به سبب حضور فاز فرومغناطیسی -yCoy17Fe2Nd، تغییر ناهمسانگردی و افزایش اثرات تبادلی در اندازهگیریهای مغناطیسی و مغناطوالاستیکی مشاهده شد. اندازهگیریهای انبساط گرمایی و مغناطوتنگش در راستای موازی (λl) و عمود (λt) بر میدان با استفاده از روش پیمانه کرنشی در بازه دمایی 80 تا K 500 و میدانهای تا T 5/1 انجام شد. ناهنجاری و رفتار اینوار در انبساط گرمایی و همچنین ضریب انبساط گرمایی α(T) در دمای نیل مشاهده میشود. مغناطوتنگش خودبهخودی خطی با نزدیک شدن به دمای نیل به سرعت کاهش مییابد و اثرات نظم مغناطیسی کوتاه- برد پس از این دما مشاهده میشود. در ناحیه میدانهای کم، تنشهای مغناطوتنگشی نمونه Cu13Fe6Nd کوچک است و با افزایش میدان افزایش مییابد. وابستگی دمایی منحنیهای Δλ در میدانهای منتخب با افزایش دما پس از عبور ازکمینهای، به صفر نزدیک میشود. این جبران مغناطوتنگش نشان میدهد که ناهمسانگردی دو زیرشبکه آهن و خاکی نادر با علامت مخالف هم با یکدیگر در رقابت میباشند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Influence of Co substitution on magnetoelastic properties of Nd6Fe13Cu compound

چکیده [English]

In this research the magnetoelastic properties of Nd6Fe13-xCoxCu (x = 0 and 1) intermetallic compoundes are investigated. Analysis of X-ray diffraction patterns indicates that a single phase is formed approximately for x = 0 and the x = 1 sample is multi-phase. The lattice parameters were decreased, the Néel temperature of main phase and the Curie temperature of impurity phase was increased with Co content. Due to the presence of Nd2Fe17-yCoy ferromagnetic phase in the sample with x = 1 the change of the anisotropy and increase of exchange effects was observed in the magnetic and magnetoelastic measurements. Thermal expansion, longitudinal (λl) and transverse (λt) magnetostriction were measured using the strain gauge method in the selected temperatures range of 80 - 500 K under applied magnetic fields up to 1.5 T. Anomaly and Invar effect are observed in the linear thermal expansion and α(T) curves at the Néel temperature. The linear spontaneous magnetostriction decreases sharply by approaching the Néel temperature and also shows the short-range magnetic ordering effects when antiferromagnetic to paramagnetic transition occurs. In the low field region, the absolute values of anisotropic magnetostriction of Nd6Fe13Cu compound are small and then start to increase with applied magnetic field. Each isofield curve of the anisotropic magnetostriction passes through a minimum and then approaches to zero with increasing temperature. This magnetostriction compensation arises from the difference in the magnetoelastic coupling constants of the sublattices in this compound.

کلیدواژه‌ها [English]

Intermetallic compound
Nd6Fe13-xCoxCu
magnetic properties
Magnetoelastic properties

مراجع

[1] Weitzer F., Leithe-Jasper A., Rogl P., Hiebl K., Rainbacher A., Wiesinger G., Steiner W., J. Fried, Wagner F. E., "J. Appl. Phys.", 75 (1994) 7745-7751.

[2] Leithe-Jasper A., Rogl P., Wiesinger G., Rainbacher A., Hatzl R., Forsthuber M., "J. Magn. Magn. Mater.", 170 (1997) 189-200.

[3] Xiao Q.F., Zhao T., Zhang Z.D., Yu M.H., Zhao X.G., Liu W., Geng D.Y., Sun X.K., de Boer F.R., "J. Magn. Magn. Mater.", 184 (1998)330-336.

[4] Isnard O., Long G.J., Hautot D., Buschow K.H J., Grandjean F., "J. Phys. Condens. Matter", 14 (2002) 12391-12409.

[5] Knoch K.G., Le Calvez A., Qi Q., Leithe-Jasper A., Coey J.M.D., "J. Appl. Phys.", 73 (1993) 5878-5880.

[6] Coey J.M.D., Qi Q., Knoch K.G., Leithe-Jasper A., Rogl P., "J. Magn. Magn. Mater.", 129 (1994) 87-97.

[7] Wang F., Wang J., Zhang P., Shen B.G., Yan Q., Zhang L., "Physica B", 269 (1999) 17-21.

[8] Schobinger-Papamantellos P., Buschow K.H.J., de Groot C.H., de Boer F.R., Ritter C., Fauth F., Boettger G., "J. Alloys Comp.", 280 (1998) 44-55.

[9] Kennedy S.J., Wu E., Wang F.W., Zhang P.L., Yan Q.W., "Physica B", 276-278 (2000) 622-623.

[10] de Groot C.H., Buschow K.H.J., de Boer F.R., "Phys. Rev. B", 57 (1998) 11472-11482.

[11] Schobinger-Papamantellos P., Buschow K.H.J., Ritter C., "J. Alloys and Comp.", 359 (2003) 10-12.

[12] Grandjean F., Long G.J., Guillo M., Isnard O., Buschow K.H.J., "Phys. Condens. Matter", 16 (2004) 4347–4355.

[13] Radhakrishna Umarji P., Murthy A.M., Narasimha V.G., "Modern Physics Letters B", 6 (1992) 1449-1453.

[14] Hautot D., Long G.J., Grandjean F., de Groot C.H., Buschow K.H.J., "J. Appl. Phys.", 81 (1997) 5435-5437.

[15] Hautot D., Long G.J., Grandjean F., de Groot C.H., Buschow K.H.J., "J. Appl. Phys.", 83 (1998) 1554-1562.

[16] Alinejad M.R., Tajabor N., Pourarian F., "J. Magn. Magn. Mater.", 320 (2008) 2140-2143.

[17] Wang J.L., Ibarra M.R., Marquina C., García-Landa B., Tegus O., Xiao Q.F., Brück E., Yang F.M., Wu G.H., "J. Appl. Phys.", 91 (2002) 8216-8218.

[18] Li H.S., Hu B.P., Cadogan J.M., Gavigan J.P., "J. Appl. Phys.", 67 (1990) 4841-4843.

[19] Tajabor N., Alinejad M.R., Pourarian F., "Physica B", 321 (2002) 60–62.