储氢金属往往都会同时含有铁磁性过渡金属T或稀土元素R，或含其中的一种元素，这些元素或合金在吸收氢气后，磁性性质都会发生很大变化。由Fe、Co、Ni、Mn元素与Th或者R元素组成的金属间化合物吸氢可以形成非常富氢的系统，它们的质子密度可以超过液态氢的4倍，氢化程度到了这个地步将显著改变原金属间化合物的电子状态^[57]。在T-Th化合物中会出现多种效应，如交换作用加强由原来的顺磁性变成铁磁性（Th₆Mn₂₃），铁磁性受到抑制（Y₆Mn₂₃），有超导体变成铁磁体（Th₇Fe₃），多重晶格结构转变成为铁磁体。在这些化合物中，氢更多地像一个电子受体或是一个阴离子对化学结合扮演重要的角色，或支配性的角色。

表17-8分别给出了一些金属间化合物及其氢化物的磁学性质^[58-60]。

表17-8 储氢合金的磁性

（续）

注：1.T_C为居里温度，T_N为Neel温度，Para为顺磁体，Ferro为铁磁体，Ferri为亚铁磁体，AntiF为反铁磁体。

2.χ为磁化率，磁化率的定义：M=χμ₀ H=χB

在RT₂（T=Fe、Co、Ni、Mn）化合物中，氢气吸收引起20%～25%的体积膨胀以及显著的点阵常数增大，或发生非晶态相变，同时提供电子给合金的导带，从而改变了合金的磁矩大小以及相互之间的作用，导致饱和磁化强度和居里温度下降。如图17-59所示随着温度的增加，R元素的磁矩下降比T元素的更迅速^[61，62]。一般来说氢的电子进入3d轨道，R的磁矩不变，T元素的磁矩减小。这种氢化导致磁化强度和居里温度下降的现象是储氢材料中的一种普遍的现象。

但是在R-Fe系列化合物中，一般来说Fe的磁矩μ_Fe随着氢化而增加。铁磁性ScFe₂吸收氢气后形成ScFe₂H₂铁磁体，μ_Fe增加的原因是3d能带中的电子转移到了氢-金属结合能带中了^[63]。在RFe₃化合物这种现象也常常观察到^[64，65]。

图17-59 HoFe₂和HoFe₂D_3.5中Fe和Ho的磁矩随温度的变化

在RT₅合金中，如LaNi₅、LaCo₅、SmCo₅，它们的磁学性质随着氢气的吸收发生很大变化，通过磁学变化也可以知道氢化物相变情况。LaNi₅和LaNi₅H₆是顺磁体，在磁场的作用下仅产生微弱磁化，LaNi₅H₆的磁化率比LaNi₅的小，这被认为是因为氢化使费米面附近的能态密度变小所引起的。LaNi₅吸放氢多次后，磁化率会显著增加，这是因为伴随着反复吸放氢，LaNi₅的一部分会出现偏析，出现Ni微颗粒的析出，这种Ni微颗粒显示超顺磁性，导致磁化率大幅度增加^[66]。

RCo₅（R=Nd、Pr、La、Sm）系列合金的磁学性质研究比较多。这类合金中，Co的磁矩μ_Co随着氢的吸收而下降。LaCo₅居里温度在室温以上，显示铁磁性，LaCo₅H_3.3为铁磁性，但磁性很弱，居里温度在室温附近^[67]。SmCo₅作为很强的永磁材料被利用，这种合金吸收氢气后形成SmCo₅H₃，如图17-60所示磁化强度随着氢气的吸收而下降。SmCo₅中Sm和Co都有磁矩，但是Sm的4f电子与氢没有结合，其磁矩不会随吸氢而变化，所以可以认为SmCo₅磁矩随吸氢而减小是因为Co的磁矩随吸氢减小而导致的^[68]。图17-61和图17-62是LaCo₅、LaCo₅H_x和LaCo₅D_x的磁矩随吸氢含量的变化以及在强磁场下的变化^[69]。

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图17-60 SmCo₅H_x的磁化强度随氢含量的变化

图17-61 LaCo₅、LaCo₅H_x和LaCo₅D_x的磁矩随吸氢含量的变化

图17-62 LaCo₅、LaCo₅H_x和LaCo₅D_x在4.2K下的强磁场磁化

在锰系合金中，吸氢后显示出多种磁学性质，如Y₆Mn₂₃吸氢后从铁磁性变成顺磁性，Th₆Mn₂₃则从顺磁性变成铁磁性^[70]。Y₆Mn₂₃严格说是一种亚铁磁性，两个大小不同的磁矩反平行排列，宏观上显示铁磁性，吸氢后形成Y₆Mn₂₃H₂₅，磁结构变为两种大小相同磁矩反排列的亚铁磁体结构，在外场的作用下显示顺磁体特性。

另外在R-T化合物中，主导化合物磁性的磁矩（R或T的磁矩）会因为温度和氢量的不同而变化，也会观察到居里温度和Compensation温度不同的变化。如表17-9所示^[71]Ho₆Fe₂₃的居里温度随着氢含量的增加而提高，Neel温度则相反。氢的吸收使得主导磁性的Fe-Fe磁相互作用增强，而R-T间的磁相互作用减弱。氢化会降低磁各向异性，减小磁体的矫顽力，见表17-10^[72]。

表17-9 Ho₆Fe₂₃吸氢前后晶体结构和磁学性质变化

注：T_c误差为±6K，T_comp误差为±4K，M_sat误差为±0.3μ_B/fu。

表17-10 R₂Fe₁₄B吸氢前后的居里温度、饱和磁化强度、磁矩再取向温度以及各向异性磁场变化

注：T_C为居里温度；M_S为饱和磁化强度；T_SR为自旋重取向温度；H_A为各向异性磁场。