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通過添加非磁性元素使鐵磁體磁性更強

2017-06-27 13:37:15 作者：本網整理來源：新材料在線分享至：

美國能源部艾姆斯實驗室的研究人員發現，通過向釓鍺合金中添加大量幾乎沒有磁性的元素鈧，這一完全不可能的方式，使磁性材料的磁性功能得到加強。

它是如此地令人意外，以致于研究人員在他們發表的研究成果中，稱其為“違背直覺的實驗發現成果”。“當人們談到磁學時，他們不會對鈧談及太多，因為沒有必要對該元素做過多談論，”艾姆斯實驗室的聯合科學家，雅羅斯拉夫。麥綴科說道，“它不僅是稀有元素，而且價格貴，幾乎不會顯示磁性特征。”

“傳統的智者說，如果你拿A和B兩種復合物，并將它們組合在一起，你通常會得到一些兩種復合物特性的綜合特征屬性。但在釓中加入鈧的情況中，我們觀察到了突如其來的異常。”

多年來對磁熱材料的研究探索，關系到之前，由維塔利。佩切爾斯基及后來的卡爾。格施奈德納在1997年，在稀土合金中發現的巨大磁熱效應，為在磁性稀土復合物中，尋找隱藏特性的計算理論模型打下基礎。磁性稀土復合物是通過引入少量其它元素，改變已知材料的電子結構而形成的。

“從計算模型中，我們估計到鈧會給工作臺帶來一些非同尋常的東西：在它單獨的3d電子行為中，我們看到了出乎意料的巨大磁力矩提升，”艾姆斯實驗室的聯合科學家，杜爾加。博迪亞說，“它對釓的5d電子及鈧的3d電子狀態進行混合，這是利用鈧加強磁力，及使其形成鐵磁體狀態的關鍵。”

“基礎研究需要經過一段時間，才能產生成果。這就是一個典型范例，在二十年前，我們的研究團隊就已開始研究那些被稱為5：4的復合物，”艾姆斯實驗室的團隊領導，及愛俄華州立大學的著名教授維塔利。佩查爾斯基說，“只有現在在我們對這些獨特的包含稀土元素的材料有了足夠解，對它們的研究不僅變得輕松，而且能按照我們的意愿，準確預測操作方式以改變它們的屬性。”

這一發現將極大改變對鈧及其它傳統非磁性元素在磁性材料研發方面的考慮及利用，從而可能創造出新的對有用磁性稀土復合物進行控制，操作，加強磁性功能的工具。

該研究在論文有深入討論，由雅羅斯拉夫。麥綴科，杜爾加。博迪亞，劉晶，維塔利。佩查爾斯基，共同著作的《用鈧加強磁性功能，打破稀土設計的模式》的論文，發表在《化學材料》雜志上。

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