在R-T系化合物中,存在3种交换相互作用JTT、JRT和JRR。总的来说,T-T间的相互作用JTT最强,R-T间的相互作用JRT其次,R-R间的相互作用JRR最弱,可以忽视。Ni、Co系化合物中,氢化具有使交换相互作用JTT减弱的倾向。因为JTT是决定磁矩的平行或反平行排列的相互作用,JTT的降低意味着化合物的居里温度或Neel温度降低。吸氢不单纯减小交换相互作用,有时候也能改变交换相互作用能的符号[48]。例如Co系金属间化合物中,JCoCo一般为正值,但是RCo3Hx中则变为负值[52,53]。
Fe系化合物中,氢化使其居里温度升高或降低的都有。R为轻稀土元素的R2Fe14B化合物(如R=Nd时)是重要的强永磁材料。氢气吸收对于这类材料的磁性影响非常强。Nd2Fe14B的居里温度为595K,磁矩为34.8μB/分子,Nd2Fe14B的氢化物的居里温度为630K,磁矩为34.0μB/分子,但是轴向磁各向异性能减弱。其他稀土元素的R也有类似的倾向,氢化使得Fe-Fe间的距离变化,从而改变了交换相互作用,改变了其磁学性质。R2Fe17Hx,R6Fe13MHx(M=Cu、Sb、Bi),RFe10.5Mo1.5Hx的磁学性质也有报道[54,55]。
Mn系化合物中,氢化引起的磁学变化有多种多样。尤其是Laves相化合物YMn2、ZrMn2的磁学性质变化与氢气含量表现出复杂的关系。此外,Y6Mn23和Th6Mn23也比较复杂。Y6Mn23化合物是铁磁性(TC=498K),但Y6Mn23H25是反铁磁性(TN=153K)。Th6Mn23则是顺磁性,氢化物Th6Mn23H30则变成了铁磁性(TC=321K)。(www.daowen.com)
R-T化合物中,R为轻稀土元素时JRT>0,R为重稀土元素时JRT<0。所以重稀土元素化合物为T和R的磁矩反平行排列的亚铁磁性。对这种亚铁磁性化合物外加磁场时,当外加磁场超过一定临界值时,反平行排列会被破坏。氢气吸收使得JRT减弱,会使得这种临界磁场降低,直接证明了R-T化合物中磁矩排列结构。有时会发现R磁矩随磁场翻转的有趣的现象。
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