《鐵基智慧型材料準同型相界的穆斯堡爾譜及磁彈機制研究》是依託南京航空航天大學，由時陽光擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鐵基智慧型材料準同型相界的穆斯堡爾譜及磁彈機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：時陽光
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為智慧型材料的一個重要成員，磁致伸縮材料已被視為國家高科技綜合競爭力的戰略材料。最近，準同型相界的概念被成功引入到鐵磁學領域，無疑為古老的磁致伸縮材料注入了新活力。但鐵磁準同型相界還只是一個有趣的物理現象，其內在機制仍待探究。本項目擬在已有的研究基礎之上，以RFe2（R=稀土）型Fe基Laves相合金為研究對象，研究其M?ssbauer效應、相結構及巨觀磁性隨成分和溫度的演化規律，建立成分-溫度-結構-自旋再取向相圖，確立材料準同型相界，進而構建四方/菱方/正交鐵磁三相臨界點，並引入過渡金屬調節準同型相界，深入理解磁彈效應在準同型相界演化的規律；揭示微觀磁學參數及巨觀磁彈效應在準同型相界的內在聯繫；參考M?ssbauer譜獲得的微觀磁學參數並結合晶體場理論和修正的單離子模型，得到材料在準同型相界附近的各向異性參數，進而揭示準同型相界的磁彈機制，為設計新型超靈敏磁致伸縮材料提供理論依據。
結題摘要
依據C-R/T (立方-菱方/四方) 型準同型相界(MPB)設計壓電和磁致伸縮材料是近年來研究的熱點。準同型相界的共同特徵是具有C/R/T三相點。研究表明正是因為繼承了C/R/T三相點近各向同性的低能壘，所以準同型相界附近通常有著較大的外場回響。然而隨著溫度的升高，準同型相界的這種有趣的性質將會消失，這是因為經過C/R/T三相點時體系將失去磁性。鑒於此，本項目致力於建立四方/正交/菱方鐵磁三相點，使系統既有一個較低的各向異性同時又兼具磁性，從而激發靈敏磁致伸縮性能。我們以RFe2型Laves相Fe基智慧型材料為研究對象，通過Mössbauer譜、相結構及巨觀磁性的測量及表徵得到了一系列材料的成分-溫度-結構-自旋再取向相圖，在相圖中的鐵磁區域建立了“四方/正交/菱方”三相臨界點，構建了新型的C-R/O/T鐵磁三相點MPB，並在鐵磁三相點獲得了靈敏的磁致伸縮效應。通過對這種新型的MPB的穆斯堡爾效應、磁性和磁彈效應的系統測量和相場模擬，我們掌握了內稟磁性和磁彈效應在各相和相界附近的演化規律，揭示了相界的磁彈機制，並闡明了鐵磁三相點的超靈敏磁彈效應的機理。我們建立並研究了SmFe2-NdFe2，TbFe2-NdFe2，TbxHo0.8-xNd0.2Fe2，(Tb,Dy)Nd0.8Fe2的相圖，均在相圖上的鐵磁三相點發現了具有較大的低場磁致伸縮回響，較高的應變靈敏度和較小的滯後等優點。 例如，TbxHo0.8-xNd0.2Fe2系統鐵磁三相點的磁致伸縮的靈敏度相比非三相點區域提高了近8倍以上。此外，我們還依據準同型相界的原理設計了寬溫域磁致伸縮材料。 我們對Terfenol-D的低溫相四方相進行調節，通過引入各向異性較低的Nd增大了T相的將Terfenol-D的使用溫區拓寬了近三倍。此外，我們還發現利用正交相取代四方相可以有效的提高材料的使用溫域。總之，該項目的開展不僅豐富了智慧型材料中準同型相界的內涵，揭示了準同型相界的鐵彈機制，同時也為設計價格低廉和超靈敏性的新型鐵基智慧型材料提供了一定的科學依據。
