Peculiar behavior of V on the Curie temperature and anisotropy field of SmFe12-xVx compounds
Peculiar behavior of V on the Curie temperature and anisotropy field of SmFe12-xVx compounds
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V对SmFe12-xVx化合物居里温度和各向异性场的特殊行为
DOI：
10.1016/j.actamat.2022.117928
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
9.4
通讯作者：
Takahashi Y.K.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tozman P.;Fukazawa T.;Ogawa D.;Sepehri-Amin H.;Bolyachkin A.;Miyake T.;Hirosawa S.;Hono K.;Takahashi Y.K.
研究了V对SmFe_（12-x）Vx（0 ≤x≤ 1.9）薄膜和SmFe_（12-x）Vx（x= 1.5和2）体相稳定性和内禀磁性的影响。发现V通过降低晶格参数c和c/aratio至其固溶度极限x = 1.4而有助于稳定ThMn 12型相。在此极限以上，在显微组织中观察到富Sm相的形成。有趣的是，居里温度（Tc）和各向异性场（μ 0 Ha）不表现出与磁化强度（μ 0 Ms）相同的趋势，其中增加V增强这两个量，同时降低磁化强度。Tc从x = 0时的533 K增加到x = 1时的660 K，这与第一性原理计算结果一致，这与Fe-V耦合沿着加强及其周围的Fe-Fe耦合作用有关。通过微磁学模拟证实了在10 ~ 12 T之间的室温各向异性场的保持。此外，在300-550 K温度范围内，V取代化合物的μ 0 Has值高于SmFe 12和Nd 2Fe 14 B。比较SmFe_（11）M_（11）M_（11）中M = Ti、Ti_（0.5）V_（0.5）和V的相稳定元素，发现V的μ 0 Ms、μ 0 Ha和Tc最高。该研究表明，具有7at.%的V-取代化合物相稳定剂比钛代相稳定剂具有更大的优点，有利于开发具有更好外磁性能的高性能磁体。
The effect of V on the phase stability and intrinsic magnetic properties of SmFe12-xVx(0 ≤x≤ 1.9) thin films, and bulk SmFe12-xVx(x= 1.5 and 2) are investigated. It is found that V help to stabilize the ThMn12-type phase by decreasing the lattice parameterscand thec/aratio up to its solid solubility limitx= 1.4. Above this limit, the formation of Sm-rich phase has been observed in the microstructure. Interestingly, Curie temperature (Tc) and anisotropy field (μ0Ha) do not exhibit the same trend with the magnetization (μ0Ms) where increasing V enhances the two quantities while decreasing the magnetization. TheTcincrease from 533 K forx= 0 up to 660 K forx= 1 agrees with first principles calculation and it is related with the strengthening of the effect of Fe-V coupling along with its surrounding Fe-Fe couplings. Preservation of room temperature anisotropy field between 10 and 12 T is confirmed by micromagnetic simulation. In addition, V-substituted compounds demonstrate a higher μ0Hathan SmFe12and Nd2Fe14B in the temperature range of 300–550 K. A comparison of the phase stabilizing elementsM= Ti, Ti0.5V0.5, and V in SmFe11M1reveals that V yields the highest μ0Ms, μ0Ha, and Tc. This study demonstrates that V-substituted compounds with 7 at.% phase stabilizers have more merit than Ti-substituted ones for the development of high-performance magnet with better extrinsic magnetic properties.
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