二元FeNi合金的因瓦效应及微结构的研究.pdf

二元F e ．N i 合金的因瓦效应及微结构的研究摘要本文利用迈克尔逊干涉仪，测量了不同化学成分的二元F e ．N i 合金的热膨胀系数；用符合正电子湮没辐射D o p p l e r 展宽谱仪研究了F e ．N i 合金中3 d电子的行为；用正电子湮没寿命谱仪研究了F e ．N i 合金的微观缺陷和电子密度；用开尔文电桥测量了F e ．N i 合金的电阻率；讨论了缺陷对合金电阻率的影响通过对F e ．N i 合金的穆斯堡尔谱的分析，获得合金中的超精细相互作用等信息从微观缺陷、电子结构和超精细相互作用等深层次因素揭示F e ．N i 合金热学性能、磁性能和因瓦特性的微观机理本工作所获得的主要实验结果如下：( 1 ) 利用迈克尔逊干涉仪测量了不同化学成分的二元F e ．N i 合金的膨胀系数，实验发现F e 6 5 N i 3 5 的膨胀系数最低，偏离该成分的F e ．N i 合金的膨胀系数增大 2 ) F e 和N i 金属都有3 d 电子，其中部分3 d 电子尚未配对，当F e和N i 原子组成F e ．N i 合金时会发生d - d 电子作用分析不同化学成分的二元F e ．N i 合金的符合正电子湮没辐射D o p p l e r 展宽谱发现，F e 6 5 N i 3 5 合金中的3 d 电子信号最强，偏离该成分的F e ．N i 合金的3 d 电子信号减弱。

3 ) 分析不同化学成分的二元F e ．N i 合金的正电子湮没寿命谱发现，F e 6 5 N i 3 5 合金基体中的自由电子密度较大，且该合金的的缺陷浓度较低，缺陷的开空间最小：偏离该成分，F e ．N i 合金基体中的自由电子密度降低，缺陷的开空间增大 4 ) 因瓦成分配比下的合金电阻率出现了异常_ F e 6 5 N i 3 5 合金的电阻率相对较低 5 ) F e 6 5 N i 3 5 合金的穆斯堡尔谱参数也出现了异常，其内磁场相对较小关键字：F e ．N i 合金因瓦合金因瓦效应膨胀系数微缺陷正电子寿命谱正电子多普勒展宽谱穆斯堡尔谱本文为国家自然科学基金( 批准号：1 0 7 6 4 0 0 1 ) 和广西自然科学基金( 批准号桂科回0 8 3 2 0 0 3 ) 资助项目I IS T U D I E So FI N V ：! U 己E F F E C TA N DM I C R O S T R U C T U R EO FB I N A R YF E ．N IA L L O Y SA B S T R A C TT h et h e r m a le x p a n s i o nc o e f f i c i e n t so ft h eb i n a r yF e - N ia l l o y sw i t hd i f f e r e n tc h e m i c a lc o m p o s i t i o n sh a v eb e e nm e a s u r e db yt h eM i c h e l s o ni n t e r f e r o m e t e r ．T h eb e h a v i o ro f3 de l e c t r o ni nF e —N ia l l o y sh a v eb e e ns t u d i e db yp o s i t r o nc o i n c i d e n c eD o p p l e rb r o a d e n i n gs p e c t r o s c o p y ．T h em i c r o d e f e c t sa n dt h ee l e c t r o nd e n s i t yo ft h eb i n a r yF e —N ia l l o y sh a v eb e e ni n v e s t i g a t e db yp o s i t r o nl i f e t i m em e a s u r e m e n t ．T h er e s i s t i v i t i e so ft h eb i n a r yF e - N ia l l o y sh a v eb e e nm e a s u r e db yaK e l v i nd o u b l eb r i d g e ．T h ei n f o r m a t i o no fh y p e r f i n ei n t e r a c t i o no ft h eb i n a r yF e - N ia l l o y sh a sb e e no b t a i n e db ya n a l y s i s i n gt h eM 6 s s b a u e rs p e c t r a ．T h ee f f e c to fm i c r o d e f e c to nt h er e s i s t i v i t i e so ft h ea l l o y sh a sb e e nd i s c u s s e d ．T h et h e r m a l ，e l e c t r i ca n dm a g n e t i cp r o p e r t i e sa sw e l la st h em i c r o - m e c h a n i s mo ft h ei n v a re f f e c to ft h eb i n a r yF e - N ia l l o y s ，w h i c hc o r r e l a t e dw i t ht h e i rm i c r o - d e f e c t s ，e l e c t r o n i cs t r u c t u r ea n dh y p e r f i n ei n t e r a c t i o n ，h a v eb e e nd i s c u s s e d ．I I IT h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ：( 1 ) T h er e s u l t so b t a i n e df r o mt h em e a s u r e m e n t so ft h et h e r m a le x p a n s i o nc o e f f i c i e n t so ft h eb i n a r yF e —N ia l l o y sw i t hd i f f e r e n tc h e m i c a lc o m p o s i t i o n sb yu s i n gt h eM i c h e l s o ni n t e r f e r o m e t e rs h o wt h a tt h et h e r m a le x p a n s i o nc o e f f i c i e n to fF e 6 5 N i 3 5r e a c h e st h el o w e s tv a l u e ．T h et h e r m a le x p a n s i o nc o e f f i c i e n ti si n c r e a s ew h i l ed e v i a t i o nf r o mt h ec o m p o s i t i o no ft h eF e 6 5 N i 3 5a l l o y ．( 2 ) T h e r ea r e3 de l e c t r o n si nF ea n dN ia t o m s ，s o m eo ft h e mw i t h o u tc o u p l i n g ，a n dt h ed - de l e c t r o ni n t e r a c t i o nw i l lt a k ep l a c ew h e nF ea n dN ia t o m sc o m b i n e dt of o r mF e —N ia l l o y ．T h er e s u l t so b t a i n e df r o mt h em e a s u r e m e n t so ft h ep o s i t r o nc o i n c i d e n c eD o p p l e rb r o a d e n i n gs p e c t r ao ft h eb i n a r yF e —N ia l l o y sw i t hd i f f e r e n tc h e m i c a lc o m p o s i t i o n si n d i c a t et h a tt h e3 de l e c t r o ns i g n a lo fF e 6 5 N i 3 5a l l o yi st h eh i g h e s ti nt h ea l l o y st e s t e d ．D e v i a t i o nf r o mt h ec o m p o s i t i o no ft h eF e 6 5 N i 3 5a l l o y , t h es i g n a lo f3 de l e c t r o nd e c r e a s e s ．( 3 ) T h er e s u l t so b t a i n e df r o mt h em e a s u r e m e n t so ft h ep o s i t r o nl i f e t i m es p e c t r ao ft h eb i n a r yF e - N ia l l o y sw i t hd i f f e r e n tc h e m i c a lc o m p o s i t i o n ss h o wt h a tt h eb u l ke l e c t r o nd e n s i t ya n dt h ec o n c e n t r a t i o no fm i c r o d e f e c t so ft h eF e 6 5 N i 3 5a l l o yr e a c ht h eh i g h e s tv a l u e s ，w h i l et h eo p e nv o l u m eo fd e f e c t si nt h ea l l o yi st h es m a l l e s t ．D e v i a t i o nf r o mt h ec o m p o s i t i o no ft h eF e 6 5 N i 3 5a l l o y , t h eo p e nv o l u m eo fd e f e c t sw i l li n c r e a s ea n db u l ke l e c t r o nd e n s i t yw i l ld e c r e a s e ．( 4 ) R e s i s t i v i t yo ft h eF e 6 5 N i 3 5a l l o yi sa b n o r m a l ——- t h er e s i s t i v i t yo ft h eF e 6 5 N i 3 5a l l o yi sr e l a t i v e l yl o w ．( 5 ) P a r a m e t e r so fM 6 s s b a u e rs p e c t r u mf o rF e 6 5 N i 3 5a l l o yi sa l s oI Va b n o r m a l ．T h em a g n e t i。