Cu掺杂对Mn_1.28Fe_0.67P_0.48Si_0.52化合物力学性能及磁性能的影响

在氩气保护下用高能球磨机械合金化和固相粉末烧结法制备了系列化合物Mn1.28Fe0.67-xCuxP0.48Si0.52(x=0,0.5,0.10,0.15,0.20)。通过X射线衍射、同步辐射X射线吸收光谱和磁性测量研究了该化合物的物相结构与磁性能。Mn1.28Fe0.67-xCuxP0.48Si0.52系列化合物为Fe2P型六角结构,空间群为P-62m。该系列化合物随着Cu掺杂含量的增加晶胞沿a, b方向收缩,沿c方向膨胀的趋势,但是晶胞体积无明显变化。同步辐射X射线吸收光谱分析结果表明,该系列化合物中Cu原子在3f晶位替代部分Fe原子。居里温度在x=0,0.05,0.10时变化不大,分别为255,242及257 K;相转变速率随Cu含量的增加而变小。但在x=0.15时居里温度明显降至182 K;相转变速率也回升,并在20 K以内完成转变。在0～1.5 T外加磁场变化下,最大磁熵变为11.1 J/(kg·K)。力学性能随着Cu掺杂含量的增加而有显著提高,抗压强度从无掺杂时的P=53.64 MPa到x=0.20时P=136.65 MPa,增加率达到154%