采用惰性气体蒸发冷凝、放电等离子烧结等技术制备了平均晶粒尺寸在5-100纳米的重稀土金属钆、铽、镝、钬、铒、铥的大块材料。系统的研究了材料的结构、磁性和电输运性能;并考查晶粒尺寸对材料的磁性和电输运性能的影响机理。 测试表明,六种重稀土纳米晶大块材料的密度均达到相应理论密度的98%以上,基本上实现了致密化。此外,材料微结构的纳米化未引起其晶体结构发生变化。 研究发现,六种重稀土材料结构的纳米化对其磁性和电输运性能具有重要的影响,且表现出类似的变化规律第一,随着晶粒度的变小,材料发生奈尔转变和居里转变的温度有所下降;第二,材料的磁化强度随着其晶粒度的减小而显著降低,但矫顽力则增高;第三,材料的电阻率随着晶粒度的下降而显著升高。分析发现,造成材料的物性发生变化的主要原因是随着晶粒度的减小,材料内部晶界所占比例显著升高,一方面,这种变化导致了材料内部原子间距发上变化,从而直接影响了原子的磁性耦合方式并引起物质磁性的变化;另一方面,晶界的显著增多对材料内部电子的传播起到阻碍作用,因此造成材料的电阻率显著升高。
英文主题词heary rare earth; magnetic properties; electronic transportation properties; grain size; density