Dị hướng từ và hiện tượng tái định hướng spin trong các hệ vật liệu RFe11 ti

MUC LUC Trang Lòi càm on Mcf dau Chaang He vat lieu RTj ^Ti, càc tinh chat chung 1.1 Càu truc tinh the 1.2 Moment tir 12 1.2.1 Moment tvr3d 12 1.2.2 Moment tir dàt hiem 14 1.2.3 Moment tir ciia hop chat RFe^ ^Ti 15 1.3 Cac Ioai tuong tac trao doi vat liéu R F e ^ T i Nhiét Curie 15 1.3.1 Mị hình trng phàn tir ciia càc Ioai tucmg tac trao dói 15 1.3.2 Két qua thirc nghiem ve tuong tac trao dói, nhiet dị Curie 18 vat lieu R T y T i x Chuong Ly thuyet mị tà di htig tir tinh the Cac nghién cuu ve di 22 hucmg tir va hien tuong tai dinh huóng spin he vàt liéu RFeiiTi 2.1 Mị tà hien tugng luan di hng tir tinh the 22 2.1.1 Nàng lugng di huóng 22 2.1.2 Càc qua trình tir boa 25 2.1.3 Su phu thc nhiet dò cùa tir dò 27 2.2 Mò tà vi move di huóng tir cùa càc hop chat R-T 29 2.2.1 Di huóng tir cùa phàn mang 3d 29 2.2.2 Dj huóng tir cùa phàn mang 4f 31 2.2.3 Càc qua trình tir hóa 39 2.2.4 Su phu thc nhiet dị cùa tir 40 2.3 Càc nghién cuu ve di huóng tir, hien tugng tài dinh huóng spin 43 càc vat lieu RFej jTi Chucmg Phucmg phàp thuc nghiem 50 3.1 Tao màu 50 3.1.1 Tao màu khoi 50 3.1.2 Tao màu bịt dinh hng 50 3.2 He tir 54 3.3 Càc phép 57 3.3.1 Do Mc(T) va Mab(T) (phàn tich tir nhiet) 57 3.3.2 Xàc dinh diém Curie 58 3.3.3 Phép xàc dinh góc lech cùa phucfng de tir hóa khịi truc tinh the 58 3.3.4 Do he so' tir hóa dong X^^ 65 Chuong Di huóng tir va hien tuong tài dinh huóng spin he vat 67 lieuDyi.xYxFeiiTi Chuong Di huóng tir va hien tircmg tài dinh huóng spin he vat 83 lieu Tb^.^Y^Fei j^Ti Chuong Di huóng tir va hien tuong tài dinh huóng spin he vat 93 liéu Tbi_xSmxFe]^iTi Ketluan Tài liéu tham khào 103 ^ 105 MỊDAU QUA TRÌNH NGHIÉN OJU C TAO GAG VÀT LIÉU T Ù G I J N G DAT KIM LOAI GHUYÉN TléP HIÉM - Mot càc tinh chat quan nhat cùa mot nam chàm vTnh cxiu già tri tich nàng liidng (BH)niax- Muon co già tri (BH)niax ^^^* ^^^ ^^^^ phài co càc già tri càm ling tu d\i Bj- va lij'c khàng tu H^ cao Qua trình nghién ciiu tìm tèi càc vat lieu mói dùng làm nam chàm vình ciiu qua trình di tìm càc vat lieu co Bj- va He cao Ngồi can nói thèm ràng già tri nhiet trat ti^ tu Curie T^ mot thòng so quan cùa vat lieu Nam chàm vình ciiu phài tri diidc càc tinh chat tu tai nhiet dù cao de co the làm viec dxidc dieu kien thiic te Già tri BJ- cao sé dat du!dc neu vat lieu co già tri tu bào hịa Mg lón Trong diéu kien can de co diidc già tri hic khàng tu cao vat lieu co di hxióng tu manh Bàn chat cùa di hu'óng tu co hai Ioai, chia càc vat lieu tu ciing làm hai Ioai, Ioai thii nhat co di hufdng tu du!dc xàc dinh tu di hu'óng hình dang cùa càc hat tao nén khoi nam chàm, Ioai thii hai bao gịm càc nam chàm vói ìxic khàng tu tao bdi di hi^óng tu tinh the cùa vat lieu Viec phàt hien càc hdp kim R-T dat hiem-kim Ioai chuyén tiep mot bu'óc ngoat lón lich sii phàt trién càc nam chàm vình ciiu Ĩ càc nam chàm Ioai R-T, dà ket hdp du'dc nhùng tinh chat qui bau cùa cà dat hiem va kim Ioai chuyén tiep Do già tri moment tu cao cùa càc p h n mang R va T, tu'dng tac trao dói manh p h n mang T Càc tinh chat dàm bào dièu kien dat du'dc già tri Mg va Te cao Dac biet quan càc hdp kim R-T thu'dng co di hu'óng tu tinh the lón ma chù yéu dóng góp cùa phàn mang dat hiem Trong nhùng nam 60, càc hdp kim RC05 dà du'dc nghién ciiu va dUa den ket qua nam chàm dat hiem-kim Ioai chuyén tiep dau tién SmGo5 dà du'dc che tao vói già tri tich nàng tu'dng (BMjj^ax^^^ MGOe [60] Nhàm muc dich giàm già thành, ngu'di ta dà cho ddi Ioai nam chàm co thành p h n hdp Sm(Go,Gu,Fe,Zr)7_8 Trong Ioai vat lieu này, Co dà du'dc thay the mot p h n càc nguyén tó khàc (chù yeu Fé) den miic tòi da cho phép (15%) [43] Càc nghién cùu càc hdp kim R-Fe dà du'dc thxic hien dịng thdi vói sii phàt trién cùa nam chàm Sm-Co Càc nam chàm Ioai R-Fe du'dc che tao thành cịng sé co y nghìa kinh té rat lón bdi vi già thành Sm va Co deu rat cao Tuy nhién, khòng tòn tai hdp kim RFe vói càu truc CaCu5 Hdp kim R-Fe chi tịn tai vói càu truc dịng dang vói R2C017 (Th2Ni]^7 hoac Th2Zni7) Nhu'ng càc hdp chat R2Fei7, nhiet Curie rat thàp va di hu'óng mat phàng day Rat nhieu co gang dà du^dc thij'c hien nham che tao Ioai nam chàm 2:17 giàu sat nhvfng cuòi vàn khòng dat du'dc sii thành còng [7] Thdi gian gàn day, mot so tàc già [28,39] de xuàt khà nàng che tao Ioai vat liéu (R,R')2 (Fé,Co) 17 trén ed sd sii dung khà nàng chiem chò vtu tién cùa hai vi tri dàt hiem càu truc Th2Nii7 de dat du!dc di hiJÓng ddn truc tu phàn mang (Fé,Co), khii di hu'óng mat phàng day Ve mat ly thuyet, tich nàng tu'dng co the dat tói già tri 62 MGOe Theo mot chieu hu'óng khàc, càc nhà nghién ciiu di tìm càc hdp kim R-Fe co sii tham già cùa mot ngun tó thii dóng vai trị òn dinh pha Nam 1979 Chaban va còng su' [13] phàt hien su' tòn tai cùa mot pha giàu Fé he nguyén Nd-Fe-B IVIài den nam 1984 Ioai vat liéu Nd-Fe-B mói thxic s\i dxidc phàt hien nhii mot Ioai nam chàm vình ciiu bdi Sagawa va cịng sxi [55] No co càu truc tinh the tii giàc vói thành phàn 2- hdp thiic Nd2Fex4B Tich nàng lu'dng cxic dai (BH)jnax *^^^ ^ ^ ^ chàm Nd2Fei4B co the' lón hdn 40 MGOe Loai vat liéu co hai dac tinh quan trong, tnJÓc het kim loai chuyén tiep d day Fé, ma già thành cùa Fé rè hdn nhieu so vói Co, thii hai càu truc tinh the cùa vat lieu dà du'a den he qua Nd va Pr chù khòng phài Sm co di hu'óng ddn truc Su' phàt hien loai nam chàm Nd2Fei4 B khòng chi co y nghia ùng dung ma thùc day càc nghién ciiu ed bàn nhàm tìm càc hdp kim R-T giàu sat khàc co khà nàng dùng làm nam chàm vình ciiu [15,8,9] Trong vat liéu R2Fe]^4B, boron co the du'dc thay the bdi carbon, tao nén he hdp chat R2Fei4C [3] Cùng ho càu truc 2:14:1, co mot he vat liéu thù ba, he R2C014B Ben canh u'u diém chình nhiet dò Curie rat cao, he so nhiet dò nhò, he vàt liéu R2Co]^4B co nhu'dc diém tniịng di hu'óng H^ •> giàm nhanh nhiet dị tàng Ci nhiet dị thàp vói càc dàt hiem nhat dinh, di hu'óng cùa phàn mang dàt hiem ddn truc co vai trị quyet dinh Tai nhiet dị cao, di hu!Ĩng mat phàng day cùa Co lai trd nén quan trong, dà làm giàm nhanh di hu'óng tịng cịng Trong thij'c te ngu'di ta thu'dng pha tron Fé va Co theo ti le thich hdp de tao nén nam chàm co p h a m chat tịi u'u phù hdp vói u càu sii dung Mot loai vat liéu khàc du'dc quan tàm nghién cùu, càc hdp chat R2F6l7Cx- CJ loai vat liéu này, càc nguyén tu carbon du!dc du'a vào theo Cd che dièn kè giùa càc vi tri 9e cuà càu truc Th2Zni7 Nhiet Curie tàng manh theo nịng dị carbon, dat tói hdn 500 K x > [26] Tù càc nghién ciiu Mòssbauer, nhieu tàc già [25] cho thày già tri tuyét dòi cuà he so tnióng tinh the bàc hai A2^, lién quan den di hu'óng tù tinh the dà tàng dàng ké, dat den già tri A2^ = -710Kao"^ tru'dng hdp Gd2Fei7Cx [34] Hiéu ùng này, vói sxi tàng manh cùa -3 nhiét dò Curie gay bdi carbon dà làm cho vàt liéu R2Fei7Cx trd nén co khà nàng ùng dung nhu' mot vàt liéu tù Dac biet thdi gian gàn day, nhieu nhóm nghién cùu trén the giói dà tap trung nghién cùu càc hdp kim dàt hiem kim loai chuyén tiep loai R(TM)i2 dò, dàng quan tàm hdn cà loai vat lieu RT^^Ti VÀI NET QUA TRÌNH NGHIÉN CljfU HE VAT LIÉU R(TM) 12 CR = DAT H I É M ; T = KIM LOAI CHUYÉN TlÉP ; M = CÀC KIM LOAI KHÀC ) Càc hdp chat he R(TM)i2 co càu trùc tinh thè' loai ThMni2 (hình 1.1), dị mang tù giàc tàm khoi vói nhóm khịng gian I4/mmm Càc nguyén tù Thorium chi chiem mot vi tri 2a; càc nguyén tù manganese chiem ba vi tri 8f, 8i, 8j Ngay tù nhùng nàm 60, càc hdp kim dàt hiem kim loai chuyén tiep vói càu truc ThMnx2 dà du'dc nghién cùu, vi du Krichmayr (1966) [36] nghién cùu càc tinh chat tù cùa càc hdp chat RMnx2- ^^^ nhùng nàm 70, mot so tàc già nghién cùu càc tinh chat tù cùa càc hdp chat RFe4Al3 [3,8,17] Dàu nhùng nàm 80, còng viec du'dc tiep tue bdi Felner va còng su: trén he RT5AI5 va RT5AI7 (1980) [18,19] (T=Cr,Mn,Fe,Cu) Gàn day, Wang va còng sxi (1988) [64] dà md rong giói han thành p h n cùa Fé den x = 10 hdp chat GdFexAl]^2-x bang ky thuàt p h u n màng va nhiét dò Curie dà di^dc nàng den già tri xàp xi 500 K so vói 345 K cùa GdFe^Als Mac dù hdp chat RFei2 khòng tòn tai nhu'ng mot so càc tàc già nhu' de Mooij va Buschow [44], de Boer va càc còng sxi [4], Buschow va còng su' [9] dà thòng bào rang càc hdp chat RFei2-xMx co the du'dc ịn dinh x > vói M = Ti, V, Cr, Mo, W va Si de tao nén càc hgfp chat trung gian vói càu truc ThMn]^2' Nhiét dị Curie cùa càc hdp chat thu'dng lón hdn 500 K, riéng tru'dng hdp Gd dat -4 den 600 K Khi thay the mot phàn sat bdi cobalt, hiéu ùng chù yeu nhiét dò Curie tàng manh theo nòng dò cobalt Trong càc hdp chat RFe]^2-xMx' di hu'óng cùa phàn mang sàt ddn truc [4] He so tru'dng tinh thè' bàc hai A2^ tai vi tri 2a cùa càc nguyén tù dàt hiem co già tri àm [9], dị lón già tri tut dịi cùa nị nhị hdn so vói càc hdp chat RC05 va R2Fei4B Dieu cho thày càc dàt hiem Sm, Er, Tm va Yb vói he so Stevens bàc hai aj du'dng co dóng góp di hu'óng ddn truc Trong he vat liéu RTi2Mx, càc hdp chat loai R T n T i dxidc quan tàm hdn cà bdi vi Ti ngun tị co khà nàng dóng vai trị òn dinh pha càu truc vói ty le thàp nhàt, mot nguyén tù mot ddn vi còng thùc Trong mịi ddn vi cịng thùc càn ìt nhàt 1,5 nguyén tù càc nguyén te V, Cr, Mo, W va Si Dieu co y nghla dàm bào già tri moment tù bào hòa it bi giàm bdi sxi pha lồng cùa càc ngun tị khịng tù Nhii dà nói d trén, càc dàt hiem nhe, chi co Sm co dóng góp di hu'óng ddn truc, vày ho vat liéu RT^^Ti chi co SruFe^^Ti thùc sij' co thè' du'dc su dung de che tao nam chàm vTnh cùu Vàn de khó khan cùa cịng nghe che tao nam chàm tù loai vat lieu SmFej^iTi dat diJdc l^c khàng tù lón Thu'dng phàp làm nguòi nhanh dà du!dc càc nhà che tao su dung Noi dung cùa phu'dng phàp nhu! sau: ngu'di ta p h u n hdp kim dà du'dc nàu chày thành m.ot làm lanh dang quay nhanh quanh mot truc San pham thu du!dc càc dai bang rat mòng Càc dai bang co the du'dc xù ly nhiét tixidc dem che tao thành càc nam chàm ket dinh Già tri lu'c khàng tù phu thuòc vào vat liéu ban dàu va càc dieu kien còng nghe khàc nbu* toc dò quay cùa trong, àp suàt phun, thdi gian, nhiét dò xù ly nhiet v.v Sun va còng su [62] dà dat du'dc già tri cao nhàt cùa ìxic khàng tù H^ = 0,56 T tù nguyén liéu -5- hdp thùc SmFeiiTi Trong thi^c te, dàt tàm nàng cao ìxic khàng tù, mot so tàc già dà xuàt phàt tù nguyén liéu khòng hdp thùc Nhieu tàc già dà su dung còng nghe nitdrit hồ hoac carbon hóa de tao nén càc vat lieu loai RFe^iTiNx hoac RFenTiCx- Bang càch nhiét dị Curie dà du'dc tàng dàng ké DĨI Tt/dNG CÙA LUÀN ÀN Nhìn vào qua trình nghién cùu, che tao càc nam chàm dàt hiem- kim loai chuyén tiep chùng ta thày mot qua trình phàt trién rat nhanh chóng, càc nghién cùu ed bàn dà dóng mot vai trị vị quan Nghién cùu ed bàn dà cung càp nhùng thòng tin hiéu biet quy bau, giùp cho càc nhà còng nghe dinh hu'óng tìm tịi càc vat liéu mói Càc nghién cùu ed bàn du!dc thiic hien rat ty mi cà trén càc loai vat liéu dà du^dc tìm ra, qua càc nhà khoa hoc dà làm giàu thém kho tàng kien thùc ve vat lieu Càc ed che vi mò lién quan den càc tinh chat cùa vàt liéu du'dc dac biet quan tàm, chùng giùp cho viec cài tien còng nghe, nàng cao chat liidng, giàm già thành san pham Tnidng hdp loai vat liéu R2Fex4B mot vi du dién hình, tù du'dc phàt hien nàm 1984, loai vat liéu trd thành dòi tu'dng nghién cùu cùa rat nhieu nhà khoa hoc trén the giói, cho den dà co hàng nghìn cịng trình nghién cùu dà dxidc cịng bị Loai vàt lieu RT^^Ti mot loai vàt liéu dàng quan tàm Nò co nhiJng dac tinh cùa mot vat liéu tù Ve mat nghién cùu ed bàn, vàt liéu RTiiTi mot dịi tu'dng hàp dàn Càc tồn khào sàt dóng góp cùa p h n mang dàt hiem co the co tin cay cao dàt hiem chi chiem mot vi tri tinh the Do co he so tnidng tinh thè' bàc hai A2O àm vói già tri tut dịi khịng cao, nhieu tnidng hdp ngu'di ta quan sàt thày hien tu'dng tài dinh hu'óng spin xày sxi canh tranh di hu'óng giùa hai phàn mang dàt hiem va kim loai chuyén tiep Hien tu'dng tài dinh hu'óng spin nhxi se thày sau mot dieu kien thuàn Idi tinh toàn càc thòng so vi mò mò tà vàt lieu Tuy nhién, loai vat liéu RFei^^Ti mot vàt liéu rat mói, cho den so lu'dng càc cịng trình lién quan den loai vàt liéu rat han che Tham chi mot so thòng tin dang trang thài khịng thịng nhàt giùa càc nhóm tàc già Tịi bàt dàu thxic hien chiidng trình nghién cùu sinh dùng vào thdi diém loai vat liéu R T ^ T i du'dc phàt hien Phòng thi nghiem Vat ly Nhiet thàp dà nhan thày càc nghién cùu ve vàt lieu rat càn thiet de mot mat hịa nhip càc hoat dịng khoa hoc trén the giói, mat khàc chuàn bi kien thùc cho còng nghe che tao sau Càc yeu tị nói trén dà dàt vàn de cho tòi dxidi sxi giùp dd cùa càc giào vién hu'óng dàn chon R T ^ T i làm dòi tu'dng cùa luan àn Luàn àn du'dc thùc hien tai Phòng thi nghiem Vàt ly Nhiét thàp, Dai hoc Tịng hdp Ha nói Trong pham vi khà nàng ve thiet bi cùa phòng thi nghiem, chùng tòi khòng khào sàt tàt cà càc tinh chat cùa vàt liéu ma tap trung nghién cùu ve di hxióng tù va hien tu'dng lién quan mat thiet vói nị, hien tu'dng tài dinh hu'óng spin Cu the ba he màu dà du'dc che tao va nghién cùu: Tbi-xYxFenTi Dyi-xYxFeuTi TbixSmxFeiiTi d day Dy va Tb co di hxióng àm Khi thay the mot p h n Dy (hoac Tb) bdi mot dàt hiem khàc khòng tù (Y) hoac co di hu'óng diidng (Sm), di hu'óng cùa vàt liéu sé thay dòi dàn den sxi thay dòi cùa hien tu'dng tài dinh hxióng spin Trén ed sd càc phép tù dị, he so tù hóa dịng thij'c hien trén càc màu khòi va màu già ddn tinh thè, chùng tịi khào sàt nhùng sxi thay dói Càc mị hình ly thuyet mị tà di hxióng tù dà du'dc àp dung de ly giài càc ket qua thxic nghiem Bang càc qua trình làm khóp giùa càc ket qua thùc nghiem va tinh tồn, chùng tịi dà rùt càc thịng so vi mị mị tà vàt liéu Ngồi p h n md dàu va ket luan, bàn ln àn gịm chu!dng, 10 hình ve, 22 dị thi, bang biéu va 74 tài liéu tham khào 8- Hình 6.4: Ké't qua thi/c nghiem tinh tồn su' phu thc nhiét dị cùa góc léch cùa càc màu he Tbj_^ Sm^FejjTi 98 Hình 6.3 biéu dièn két qua sù phu thuòc nhiét dò cùa he so tù hóa dịng Xac (T) Càc già tri nhiét dị tài dinh hùdng spin TSR cùa càc màu he Tbi.xSmxFeiiTi dùdc trình bay bang 6.1 Nhàn thay nhiét T S R giàm m a n h nóng dị Sm tàng viéc thay the Sm cho Tb khòng chi làm giàm di hùdng àm cùa phàn mang dà't hiém ma tàng cùdng di h ù d n g dùdng Ket qua sù p h u thc nhiét dị cùa góc léch xàc dinh tù càc phép M / / M_L dùdc trình bay trén hình 6.4 Trùdc het ta nhàn thay trén hình 6.4 nhiet dị tai dị góc léch bàt dàu khàc phù hdp vdi càc già tri T S R dùdc tù phép he so tù hóa dóng Qua trình chun càu trùc tù xày d he vat liéu khòng xày dot ngot n h ù dói vói càc màu he Tbx-xYxFeiiTi Theo chiéu nhiet dò giàm, m o m e n t tù bàt dàu léch khòi truc e tai già tri TSR, sau dò quay dàn ve phia mat phàng ab Qua trình xày mot khồng nhiét ma rong cùa nị tàng theo nóng Sm Nhù dà gidi thieu d bang 2.1, diéu kien de tón tai càu trùc góc d mot khồng nhiét nhù dà quan sex thày thòa man bàt dàng thùc > — - ^ > IKj N h ù vày K2 phài dùdng Càc tinh toàn sau day theo mó hình vi mó sé chùng minh diéu kien K2>0 dùng Chùng tói dà thùc hien viéc làm khdp càc két qua thùc nghiem tinh ket tồn ve sù p h u thc nhiét cùa góc léch hồn tồn tùdng tù n h ù dà làm vdi he Dyi-xYxFenTi Tbj.xYxFeiiTi Diéu khàc biét trudng hdp này, cà Tb Sm déu co dóng góp ve nàng lùdng di 99 hùdng tùdng tàc trao dòi Nhù vày de tinh dùdc nàng lùdng tù tòng còng f^,oX^^T) = {\-x)F'\e,T)^xF'"'ie.T) + K,''sm'0 (6.1) ta càn biét hai bó thịng so trudng tinh thè hai già tri trudng trao dòi Hai thóng so trudng trao dói dùdc tinh tù cịng thiic 1.8b vdi già tri nRPe Hu cong sù [29] rùt tù nhiét dò Curie Càc thòng so trudng tinh thè cho sù phù hdp tot nhàt dùdc trình bay bang 6.2, càc thịng so trudng tinh thè khàc bang zero Ket qua tinh toàn 9(T) cùa càc m u he Tb^.xSmxFexxTi dùdc trình bay trén hình 6.4 Nhiet dị tai dị dùdng cong 9(T) tinh tồn bàt dàu léch khịi truc e dùdc goi TsR^^ dùdc trình bay bang 6.1 B2" B4 6^ A20 A4O AgO Tb 0,41 2.10-4 -49,2 Sm - ,1 2.10-2 -2', , 3, Bang 6.2: Càc thóng so tru'dng tinh the Bj^^ftheo tn/dng tinh the tu'dng ùng A^^(theo ddn vi K/ion) càc he so ddn vi Ka^'^) di/dc rùt tù viéc làm idióp vói két qua thx/c nghiem syt phu thuóc nhiet cùa góc he Tbj.ySmxFejjTi Nhàn xét ve bó thóng so trudng tinh thè cùa Tb, chùng tòi thày già tri B2*^ p h ù hdp rat tòt vdi càc nghién cùu trén he Tb^.xYxFeixTi- Già tri 64*^ d ù d n g vói già tri tut dói khà nhị Diéu khà phù hdp vdi càc két luan rùt tù nghién ciiu trén DĨi vói Sm, già tri 62^ dùdc chùng tói chon khà thàp so vói cùa Kaneco cong sù [35], nhién càn nói thém ràng già tri 62^ (hay A2^) cùa Kaneco qua lón so vói càc 100- •bQ_gSfTVj2Fe^^ •775- OK —780 J I ' t I 1-832^ 150 K -833 834 J l Hình 6.5: 1 ^ L 30 J I L 60 , , ,90 e (deg.) Ket qua tinh tồn si/phu thc nàng IWdng ti/ vào góc léch cùa càc mau Tbj^^m^FejjTi tai mot so'nhiét khàc 101 trudng hdp dàt hiém khàc cùa he RFenTi Thòng thùdng, già tri A2O co già tri Cd -30 KAo-2 dén -50 KAo-2 Diéu dàng chù y trùòng hdp cùa Sm theo két qua cùa chùng tói Kaneco, B4O co già tri dùdng Mac dù vàn de dàu cùa BO4 dói vói Tb chùa rò ràng nhùng it nhàt chùng ta co thè két luan già tri tuyét dói vói Sm quyét dinh già tri K2 cùa toàn he dùdng Do do, mot khồng nhiét dị dị, diéu kien de tón tai càu trùc góc < -K1/2K2 < dà dùdc thịa man Diéu co nghia mot khồng nhiet dò, dang cùa dùdng cong nàng lùdng tù co mot cùc tiéu tai mot góc trung gian G dị Theo chiéu nhiet dị giàm góc e tàng dàn hèn tue tù già tri dén 90^ Sù bién dói mot càch lién tue cùa góc theo nhiét chiing tò rang sé khòng co hien tùdng tré ta sù p h u thuóc theo hai chiéu ngùdc cùa nhiét dò, chuyén pha càu trùc tù càc vat liéu chuyén pha loai hai [40] Hình 6.5 dùa mot vi du ve sù tinh toàn nàng lùdng tù nhù mot hàm cùa góc giùa m o m e n t tù truc e tai mot sò nhiét dò chon loc Nhìn vào hình 6.5, ta co thè co nhàn xét di hùdng tòng còng cùa vàt lieu rat nhò, dac biét tai vùng nhiet dò ma càu trùc góc tón tai Ket qua dùdc chi tù càc phép - 102- KÉT LUÀN Nhàm muc dich nghién cùu di hùóng tù hien tùdng tài dinh hùóng spin trén ed sd càc màu da tinh the, thiét hi che tao màu hot dinh hùdng nhiét cao dà duole che tao Thiét bi rat càn thiét vi nhiéu trudng hdp, vàt liéu co nhiét tài dinh hùdng spin ed nhiet dị phịng Qua trình dinh hùdng hóa ciing màu phài dùdc thùc hien tai •nhiet lón hdn nhiét dò tài dinh hùdng spin de dàm bào màu co di hùdng ddn truc tai nhiét dò dinh hùdng Dà cài tién he tù do, tù chò chi dùdc thành p h n song song cùa moment tù dói vói trudng ngồi co thè dùdc thành phàn vng góc Tù dị ta co the xàc dinh khà chinh xàc sù phu thc nhiét dị cùa góc lech cùa moment tù so vói truc tinh the He dà trd thành mot thiét bi h ù u hiéu de nghién cùu di hùdng tù tai phòng thi nghiem Vat ly nhiét thàp Luan àn dà néu phùdng phàp xàc dinh qua trình thay dói càu trùc tù bang viéc két hdp càc kJt qua thùc nghiem càc phép tù trén màu hot dinh hùóng, he so tù hóa dịng, thành p h n song song vng góc cùa moment tù dói vói tù trudng ngồi Phùdng phàp ln khòng chi gidi han d trudng hdp màu ddn dò men ma cà trudng hdp màu da dò men Dà dùa càc két qua thùc nghiem ve hang so mang, nhiét dò Curie, nhiét tài dinh hùóng spin, sù phu thuóc nhiét cùa góc léch dói vói he màu Dyi-xYxFei]Ti - 103 Tbi-xYxFeiiTi Tbi_xSmxFeiiTi Trù trudng hdp x=0, d càc trùòng hdp khàc sĨ liéu mdi - Bang càc qua trình làm khdp giùa két qua thùc nghiem tinh toàn dùng mó hình vi mị ve di hùóng tù dà dùa càc ho thóng so trudng tinh thè Già tri càc thóng so dàng tin cay vi mot bó thịng sị phài dùa lai sù phù hdp giùa tinh tồn thùc nghiem khịng chi cho mot màu cho cà mot he màu cà mot dai nhiét rong Ve ed bàn càc già tri thóng so trudng tinh thè ma chùng tịi thu dùdc phù hdp vói càc tàc già khàc, dac biét thòng so A2O cùa Dy Tb Ve trudng hdp Sm, tinh p h ù c tap cùa tồn nhiéu thịng so, sù phù hdp mói d m ù c dò dàu cùa càc thòng so Càc két qua thùc nghiem tinh tồn ma chùng tịi thu dùdc nhùng thóng tin mdi dóng góp vào sù hiéu biét chung cùa khoa hoc t h è gidi ve loai vat liéu RFeixTi Dà giài thich càc loai chuyén pha càu trùc tù khàc càc he vat heu bang viéc xét già tri lón, dàu cùa càc thóng so trùịng tinh thè Hay nói càch khàc dà chi mòi lién quan giùa mò tà vi mị mó tà hien tùdng luan ve di hùóng tù tinh thè Góp p h n khàng dinh sù hiéu qua cùa phùdng phàp nghién ciiu di hùóng tù bang viéc khào sàt sù phu thc nhiét cùa góc léch G trén màu già ddn tinh the Trong diéu kien cùa Viét Nam, phùdng phàp co kha nàng trd thành mot càc phùdng phàp tòt de nghién cùu di hùdng tù - 104 TÀI U È U THAM KHÀO BANG TIÉNG ANH L Andreev A.V., Bartashevich M.I., Kudrevatykh N.V., Razgouyaev S.M., Sigaev S.S and Tarasov E.N., "Magnetic Properties of single crystals of E r P e i i T i a n d L u F e i i T i \PhysicaB 167(1990) 139 Asti G and Rinaldi S., "First order magnetization processes: uniaxial anisotropy" Proc 2^^ Europ Conf HardMagn Kdater Amsterdam, 1974) p 302 de Boer F.R., Huang Ying Kai, Zang Zhi Dong, de Mooij and Buschow K.H.J., "Magnetic and crystallographic properties of temary rare-earth compounds of the type R2Fei4C " J Magn Magn Mal 72 (1988) 167 De Boer F.R., Huang Ying-Kai, de Mooij D.B and Buschow K.H.J., "Magnetic properties of a series of novel temary intermetaUics (RFeioV2)" J Less-Common Mei 135 (1987) 199 Boltich E.B., Ma B.M., Zhang L.Y., Pourarian F., Malik S.K., Sankar S.G and Wallace W.E., "Spin reorientation in RFe^ \T\ systems (R=Tb, Dy and Ho)", J Magn Magn Mater 78 (1989) 364 Burzo E., Oswald E., Huang M.Q., Boltich E and Wallance W.E., "Intrinsic Magnetic characteristic of R2Fei4B compounds", J Appi Phys 57 (1985) 4109 Bushow K.H.J., Campagna M and Wertheim G.K., "Investigation of R2Fei7 alloys", So'idState Commun 24 (1977) 253 Buschow K.H.J., "Ferromagnetic Materials", A handbook on the Properties of Magnetically Odered Substances, edidted by Wohìfarth E.P and Buschow K.H.J., (Elsevier, The Netherland, 1988) Voi.4 Chi Buschow K.H.J, de Mooij D.B., Brouha M., Smit H.H.A and Thiel R.C., "Magnetic properties of temary Fe-nch rare earth intermetallic compounds I.E.E.E Trans Magn MAG-24 (1988) 1161 10 Buschow K.H.J., "Iron magnetic moment in RFe2 R2Fei7 compounds", Rep Prog Phys 40 (1977) 1179 -105- 11 Buschow K.H.J and de Mooij D.B "The Concerted European Action on Magnets" , edited by Mitchell I.V., CoeyJ.M.D, Givord D., Hams IR and Hanitsh R., (Elsevier, London, 1989) p 63 12 Buschow K.H.J., van Diepen A.M and der Wijn H.W., "Magnetization processes in rare-earth mtennetallic compounds", Solid State Commun 15 (1974)903 13 Chaban N.F., Kuzma Yu B., Bilonizhko N.S., Kachmar and Petrov N.V "Phase diagram of a temary Nd-Fe-B system", Dopov Ahad Nauk USSR SerA, FizMat TekkNauki 10 (1979) 873 14 Cheng S.F., Ma B.M., Zheng Y., Sinha V.K., Sanka S.G and Wallace W.E., "bivestigation of RTiFe^.^Co alloys (R=Tb, Dy, Ho and Er, x=01)" Proc 77^^ Int Workshop RE-Co Perm Magn and 6^^ Int Symposium Magn Anis Coers RE-TMAlloys, Pittsburgh, Pennsylvania, USA (1990), Part II, Ed Sankar S.G p.436 15 Coey J.M.D., "Intrinsic Magnetic properties of iron-rich compconds with theNd2Fei4B stmcture", J Less-CommonMei 126 (1986) 21 16 Coey J.M.D., "Comparison of the intrinsic magnetic properties of R2Fei4B and R(Fei iTi); R=rare earth", J Magn Magn Mater 80 (1989) 17 Felner I and Nowik I., "Investigation of RFe4Al8 compounds", J Phys Chem Solids 40 (1978) 1035 18 Felner L, Nowik I., Baberschke K and Niewnenhuys G.J., "Phase analysis and magnetic properties of RFe5Al5", Solid State Commun 44 (1982) 691 19 Felner L, Nowik I and Seh M., "Fenomagnetism and hyperfine interaction in RFe5Al7 (R= rare earth)", J Magn Magn Mater 38 (1983) 172 20 Franse JJ.M, Radwanski R.J and Sinema S., "Field induced transition in rare earth - transition metal compounds studied in high magnetic fields", J dePhysique 49(1988)08-505 21 Freeman A.J and Declaux, "Dirac-Fock studies of some electronic properties of rare earth ions", / Magn Magn Mater 12 (1979) 11 22 Gavigan J P and Givord D., "Magnetic interaction in R2Fei4B compounds", J Magn Magn Mater 84 (1990) 288 -106- 23 Givord D., Li H.S., Coey J.M.D., Gavigan J.P., Yamada O., Maruyama H., Sagawa M and Hirosawa S., "Crystal field calculations on magnetization processes in R2Fei4B compounds", J Appi Phys 63 (1988) 3713 24 Greedan J.E and Rao V.U.S., "An analysis of die rare earth contribution to the magnetic anisotropy in RC05 and R2C017 compounds", / Sol State Chem 6(1973)387 25 Gubbens P.C.M., van der Kraan A M., Jacobs T.H and Buschow K.H.J., "Mòssbauer study of magnetic properties of R2Fei7C", J Magn Magn Mater 80(1989) 26 Helmholdt R.B and Buschow K.H.J "The effect of carbon content on the magnetic properties ofR2Fei7Cx compounds", J.Less-Common Mei 153 (1989) 27 Hehnholdt R.B., Vleggaar J.J.M and Buschow K.H.J., "Note on the crystallographic and magnetic stmcture of Y F e i o ^ "' ^- Less-Common Met 138 (1988) LI 28 Hu Bo Ping, Li Hong-Shuo, Coey J.M.D, Marisi G and Pareti L., "The potential of vRR')2(FeCo)i7 alloys for permanent magnets", J Magn Magn Mater 80 (1989) 45 29 Hu B.P., Li H.S., Gavigan J.P and Coey J.M.D "Intrinsic magnetic propeties of the iron-rich ThMni2-stmcture alloys R(FeiiTi), R=Y, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho Er, Tm and Lu", J Phys Condens Matters (1989) 755-770 30 Hu B.P., Li H.S., Coey J.M.D and Gavigan J.P., "Magnetization of a Dy(Fei iTi) single crystal", Phys Rev B 41, No.4 (1990) 31 Hu B.P A thesisfor the degree ofdoctor inphilosophy 32 Hutching M.T., "Pointcharge calculations of energy levels of magnetic ions in crystalline eletric fields" Sol id State Phys 16(1964)227 33 Ibarra M.R., Algarabel P.A., Marquina C , Amaudas J.I., del Moral A., Pareti L., Moze O., Mamsi G and Solzi M., "Magnetic phase diagram and ^anisotropy of pseudotemary (ErxDyi_x)Fei4B compounds", Phys Rev B 39(1989)7081 107- 1990 34 Jacobs T.H., Dirken M.W., Thiel R.C., de Jough L.J and Buschow K.H.J "Magnetic properties of R2Fei7C", J Magn Magn Mater (1990) 35 Kaneko J.T., Yamada M., Ohashi K., Y Tawata, Osugi R and Nakagawa Y "First order magnetization processes m the SmFenTi compounds" Proceeding ofthe 10^^ International Symposium on the rare-earth mater lals and the ir application, Tokyo Japan 5-1989 36 Kirchmayer H.R "Intrinsic magnetic characteristic ofthe RMni2 compounds", LE.E.E Trans Magn MAG-2 (1966) 493 37 Kou X C , Zhao T.S., Grossinger R., Kirchmayer H.R., Li X , de Boer F.R., "Magnetic phase transistion, magnetocrystalline anisotropy and crystal - field interaction in the RFenTi series", Phys Rev B 1992 38 van der Kraan A.M and Buschow K.H.J., "Structural and magnetic properties ofthe ThMni2 stmcture alloys RFe4Al8", Physica 86-88 B 93 (1977) 39 Li Hong-Shuo, Hu Bo-Ping, Coey J.M.D., Gavigan J.P., Marusi G Pareti L., Czizek G and Kmiee R, "Large anisotropy fields in hexagonal R2xTi7+2x", «-^- Magn Magn, Mater (1990) 40 Lionel M., Levinson M., Luban M and Strickman S., "Studies on magnetic phase transistion m R-Co compoimds Phys Rev (1969) 715 41 Luong N.H., Thuy N.P., Tai L.T., Hoang N.V., "Effect of Y substitution on the spin reorientation NdFe 11 Ti compounds", Phys Stai Sol (a) 121 (1990)607 42 Luong N.H., Thuy N.P and Franse, "Spm reorientation in Ndi.xY^FenTi", J Magn, Magn Mater 104-107 (1992) 1301 43 Mishra R.K., Thomas G , Yoneyama T., Fukuno A and Osima T., "Processing and magnetic properties of sintered Sm(CoCuFeZr)7.8 magnets", J Appi Phys 52 (1981)2517 44 de Mooij D.B and Buschow K.H.J "Some novel temary ThMni2 type compounds", Philips J Res., 42, (1987) 246 -108- 45 de Mooij D B and Buschow K.H.J, "A new class of ferromagnetic matenals: RFeioV2", Philips Journal of Research 42 iVo (1987) 46 Motohiko Yamada, Hiroaki Kato, Hisao Yamamoto and Yasuaki Nakagawa, "Effect of exciting staties on crystal field calculations in some rare earth-transistion metal intermetallic compounds" Phvs Rev B 38 (1988)620 47 Moze O., Pareti L., Solzi M and David W.I.F, "Crystallographic and magnetic stmcture of YFenTi", Sol State Commun 66 (1988) 465 48 Pearson R.F "Experimental Magnetism", Voi l, Eds G.M Kalvins and R.S Tebble (John Wiley and sons, 1979) p 137 49 Quang P.H., Luong N.H., Thuy N.P "Magnetic transistion in ^ y i - x ' ^ x F e i iTi, International Workshop on Material Science, Oct Hanoi, Vietnam 50 Quang P.H., Luong N.H., Thuy N.P., Hien T.D and Franse J.J.M., "Spin reorientation phenomena in Dy^.^Y^Fe^Ti alloys", J.Magn Magn Mater (1993) 128 67 51 Quang P.H., Luong N.H., Thuy N.P., "Spm reorientation in TbFei iTi", Communication in Physics, (1993) Vol.3, No.2, p.50 52 Quang P.H., Luong N.H., Thuy N.P., Hien T.D and Franse J.J.M., "Spin reorientation in Tbi.xYxFenTi", LE.E.E Trans Magn (1994) (to be published) 53 Radwanski R.J.,Franse J.J.M and Verhoef R., "Magnetic interaction in 4f3d compounds" J Magn Magn Mater 83 (1990) 127 54 Rudowicz C , "Magnetic anisotropy constants in fenomenological description ofthe magnetocrystalline anisotropy", J Phys C: Solid State Phys 18(1985) 1415 55 Sagawa M., Fujimura S., Togawa M., Yamamoto H and Matsuura Y., "Magnetic properties and microstmcture of a new sintered Nd2Fei4B type magnet", J Appi Phys 55 (1984) 2083 -109- 56 Sankar S.G., Rao VU.S, Segai E., Wallace W.E., Frednk W.G.D and Garretti H.J., "Calculations on magnetic interactions in R-Co compounds", Phys Rev^ \\ (1975)435 57 Sinha V.K., Malik S.K., Adroja D.T., Elkicki J., Sankar S.G and Wallace W.E., "A.C suceptibility measurements in some RTiFc] i-xCo^ (R=Dy, Ho, Er ) compounds: spin reonentation behavior", J Magn Magn Mater 80 (1989)281 58 Smith J and Wijn H.P.J., Ferrites, "Analysis of magnetic phase transistions in ferromagnetic alloys", {Philips Tech Library, Eindhoven, 1959) 59 Solzi M., Pareti L., Moze and David W.I.F., "Magnetic amsotropy and crystal stmcture of intermetallic compounds ofthe ThMni2 stmcture", J Appi Phys 64 (1988) 1084 60 Stranat K.J., Hoffer G, Olson J.C, Ostertag W and Becker J.J., "Processing and magnetic properties of a new sintered SmCo5 type magnet", Phys Rev B 38 (1967)001 61 Sucksmith W and Thompson J.E., "A method to determine magnetic anisotropy constants", Proc Roy Soc 225 (1954)362 62 Sun Hong, Ota ni Y., Coey J.M.D, Meekison C D and Jakubovico J.P., "High coercivity in melt-spun SmFei ^Ti magnet", J Appi Phys.{\99Q) 63 Thuy N.P., Hong N.M., Hien T.D and Franse J.J.M., "Magnetic properties ofthe (Co-Fe) sublattice in the pseudobinary and pseudoteraaiy rare earthtransistion metal intermetalhc compounds", see Ref 14, p.60 64 Wang Xian-Zong, Chevalier B., Berlureau T., Etoumeau J., Coey J.M.D and Cadogan J.M."Phase analysis and magnetic properties of GdFexAli2-x compoimds"/ Less-Common Met 138 (1988) 235 65 Yang Ying-Chang, Sun Hong, Zhang Zhen-Yong, Luo Tong and Giao Jian Lang, "Influence of Co content on the magnetic properties of R(Fei_xCox) Ni and R(Fei.xCox)Ti compounds", Solid State Commun 68 (1988)175 -110- TÀI UÉU THAM KHÀO BANG T I É N G VIÉT 66 T.D Hien, N.P Thùy, N.H Diic N.H Li^dng, "Phi/dng phàp he so tù hóa dong", Tap chi Vat ly, Tap III, S6 4(1983), Tr 28 67 N.M Hòng, N.P Thùy, T.D Hi^n, L.T Tài D.H Manh, "Xay di^ng he tù tù 77 K dén 1000 K", Tap chi lOioa hoc tn/òng Dai hoc Tong hdp Ha noi, (1988), Tr 39 68 N.H Li^dng, N.P Thùy, "Di hr^óng tù hdp chat ErFeuTi" Tap chi Khoa hoc tnidng Dai hoc Tóng hdp Ha nói, (1990), Tr 44 69 P.H Quang, N.H Luidng, N.P Thùy, N.M Hong L.D Tùng, "Phu'dng phàp xà dinh cau truc tù vùng tài dinh hu'dng spin", Tap chilChoa hoc tnidng Dai hoc ^óng hdp Ha noi, (1990), Tr 50 70 P.H Quang, N.H Lxidng, N.P Thùy, "Xàc dinh cau trùc tù cùa hdp kim DyFexiTi", Tuyén tip bào cao khoa hoc taiHginghi Vat lieu dat hiém ling dung iàn II", Ha noi 11-1991, Tr 37 71 P.H Quang, N.H Lu'dng, N.P Thùy L.D Tùng, "Tài dionh hu!dng spin he Tbx_xYxFexiTi", Tuyén tap bào cào Idioa hoc tai Hgi nghi Vat lieu dattiiém lìng dung II", Ha noi 11-1991, Tr 221 72 P.H Quang, N.H Liidng, N.P Thùy T.L Anh, "Canh tranh di hu'dng he hdp chat Tbi_xSmxFeixTi", Tuyen tap bào cào khoa hoc tai Hgi nghi Vat ly tồn qc thif 4, 10-1993 (sé xuat bàn) 73 L.T Tài, Ln àn Phó tién si Tồn ly 1991, Tr 60 Ili 74 C.V Thang, N.P Thùy, T.D Hien, N.M Hong "Àp dung mị hình di huidng riéng chò cho càc hdp chat Y(Coi.xFex)llTi Y(CoixFex) i0iVIO2" ^ Tuyén tap bào cào khoa hgc tal Hgi nghi Vat ly tồn qc ±iì 4, 10-1993 (sé xuat bàn) 12- ... qua tinh toàn dién tich diém Trong càch tinh ddn giàn càc dién tich tinh dién gay bdi càc ion xung quanh du'dc xem nhu! càc dién tich diém Tuy nhién hien mị hình dién tich diém co nhùng vàn de... dinh huóng spin he vat 67 lieuDyi.xYxFeiiTi Chuong Di huóng tir va hien tircmg tài dinh huóng spin he vat 83 lieu Tb^.^Y^Fei j ^Ti Chuong Di huóng tir va hien tuong tài dinh huóng spin he vat... SPIN TRONG CAC VÀT LIÉU RFei iTi Càc phép thiic hien trén màu YFenTi cho ta càc tinh chat cùa phàn mang sàt [47,29,16] Hang sò di hiidng Ki diidc tinh bdi phiidng phàp Suckmith-Thompshon co tinh