通过研究Tb-Dy-Zn三元系合金的相关系、相结构、化合物的均匀范围和稳定性,建立合金系的500℃和800℃等温截面,确定TbZn-DyZn系变温截面及RZn化合物区域(Tb0.4Dy0.6)-Znx(0.6≤x≤1.4)的变温截面。研究(Tb,Dy)Zn等合金在不同的热处理工艺条件下的显微组织和磁性能,确定热处理对合金显微组织及磁性能的影响规律。在此基础上,通过研究(Tb1-yRy)(Zn1-xTx) (R=Dy,Ho;T=Co、Mn、Fe)和(Sm1-xR'x)Zn (R'=Pr, Nd)等化合物的居里温度、磁化强度、磁致伸缩和磁化过程等,探索合金的成分、显微结构与磁性能之间的变化规律,确定化合物磁化过程及机制。为发展稀土超磁致伸缩材料奠定理论基础和提供理论依据。
本课题研究了Tb-Dy-Zn三元系合金的相关系、相结构和化合物的均匀范围,建立Tb-Dy-Zn三元系500℃及800℃等温截面,确定了TbZn-DyZn变温截面和RZn化合物区域(Tb0.4Dy0.6)60Zn40-(Tb0.4Dy0.6)40Zn60的变温截面。研究了RZn1-xFex (R=Tb,Dy)化合物的结构、居里温度、磁化强度和磁致伸缩等。发现添加少量的Fe可以使Tb(Zn,Fe)和Dy(Zn,Fe)合金的居里温度增加,证实了提出的以Fe部分替代RZn化合物中的Zn,化合物中除了Tb(Dy)- Tb(Dy)之间的交换作用外,还存在Tb(Dy)-Fe和Fe-Fe之间的交换作用的观点。研究了SmZn1-xTx(T=Fe,Mn,Co)等合金的结构、居里温度、磁化强度和磁晶各向异性等。研究发现少量的Mn可以使SmZn合金的居里温度显著增加,证明Sm-Mn和Mn-Mn之间的存在很强的交换作用。课题还根据非线性压磁方程、磁学原理和力平衡理论,建立了描述磁致伸缩材料的磁滞非线性模型,计算表明模型较好地描述了材料的磁致伸缩与磁场的变化关系。研究结果对于探索新型巨磁致伸缩材料具有重要意义。