Концентрационные и температурные зависимости констант анизотропной магнитострикции в системе интерметаллидов (Sm Y, г) 2Со|7

Исследование анизотропной магнитострикции (AM) соединений системы (Sm Yj)₂Со_|7 имело цель установления природы этого явления в подрешетке РЗ-ионов, определения величин суммарных вкладов в результирующую магнитострикцию от ионных подсистем Со и Sm и получения дополнительной информации о характере процесса намагничивания таких двухподрешеточных интерметаллидов в направлении трудных осей в базисной плоскости кристалла. Для математического описания самого явления магнтострикции в этих соединениях, исходя из типа их кристаллической структуры (гексагональный или ромбоэдрический), была использована ранее упоминавшаяся формула А. Кларка с четырьмя константами анизотропной магнитострикции — А." —², Х^а2, Х'² и X^s2.

На рис. 53 представлены полевые зависимости продольной (Х_ш/) и поперечной (к_и) магнитострикции образцов соединений (Sm Y) Со при Т= 77 К при намагничивании в трудном направлении (ось а). Их рассмотрение позволяет однозначно заключить, что в процессе намагничивания образцы высокоанизотропных соединений (составы с х = 1,0; 0,8; 0,6) испытывают знакопеременную деформацию, свидетельствующую о некогерентном вращении векторов намагниченности подрешеток Sm и Со, т. е. нарушении их взаимной ориентации в некотором интервале значений приложенного магнитного поля (эффект деформации их магнитной структуры).

Существование данного эффекта только при измерении кривой намагничивания можно и нс заметить. Оно, как было показано выше, проявляется в отклонении хода М (Н) в направлении оси трудного намагничивания от прямой линии, если при этом в энергии МКА обеих подрешеток только константы МКА не равны нулю. Однако априори об этом обстоятельстве не известно, и поэтому возникновение такого отклонения можно отнести к «работе» констант МКА более высокого порядка. При измерении же магнитострикции это явление благодаря разному знаку вкладов в AM от подрешеток Sm и Со отчетливо просматривается и служит весьма наглядным и убедительным доказательством возникновения нсколлинсарности между их магнитными моментами.

Величины констант магнитострикции k’f и /А² у сильноанизотропных (богатосамариевых) интермсталлидов в низкотемпературной области оказались зависимыми от способа их определения (от направления приложенного поля в базовой плоскости) и, следовательно, не являются константами в буквальном смысле этого слова (различие в величинах достигает 20−30% для А." —² и 100−200% для АЯ). Однако этот результат не является неожиданным, поскольку используемое описание явления анизотропной магнитострикции справедливо только для «цилиндрических» кристаллов.

Концентрационные зависимости констант магнитострикции при тех температурах, когда они надежно определяются из измерений для всех составов системы, носят линейный характер (рис. 54).

Рис. 53. Полевые зависимости продольной (к) и поперечной (А,) магнитострикции образцов соединений (SmYj _Л), Со_]7 при Т=11 К.

Цифра указывает концентрацию Sm.

Тенденция их линейного изменения наблюдается и при низкой температуре. Эти данные свидетельствуют об одноионной природе анизотропной магнитострикции в подсистеме ионов Sm, для которой присуща и одноионная природа МКА. Экстраполяция экспериментальных данных нах= 1,0 позволила установить величины констант анизотропной магнитострикции интсрмсталлида Sm, Co_|7 при Т= 5 К (табл. 26). Выяснилось, что константы AM А." —² и А,^² у редкоземельной и кобальтовой подсистем имеют разные знаки, поэтому результирующие величины этих констант у соединения Sm₂Co_|7 в несколько раз уступают таковым в чистых РЭМ или в RFe₂ (будет показано ниже).

Рис. 54. Концентрационные зависимости констант анизотропной магнитострикции Я."'², к^а2, }J² в системе (SmY, _д), Со_|7 при разных температурах Таблица 26.

Величины констант магнитострикции монокристалла соединения Sm₂Co₁₇n вклады от Smи Со-нодрешеток в эти величины

Другим доказательством одноионной природы анизотропной магнитострикции в подрешетке ионов Sm служит возможность описания температурной зависимости сс вклада в константу к" ² интсрмсталлидов указанной системы (Shi Y, _v)₂Co_|7 функцией ЩХ), которая, как это было показано в разделе 14, хорошо описывает температурный ход коэффициента k°_Sm. Это хорошо видно из рис. 55, на котором представлены экспериментальные данные о температурной зависимости А,"^д(7) у соединений этой системы и расчетные значения (сплошная линия) в предположении об аддитивности подрешеточных вкладов и неизменности кобальтового вклада во всех соединениях. При этом «привязка» Ь'₂{Х) к экспериментальным данным сделана только в одной точке при 7= 293 К.

Рис. 55. Температурные зависимости константы магнитострикции л."^{, 2}(Т) соединений (SmY!)₂Со_|7: точки — эксперимент; линии — расчет по формуле Xf (D = + 7f_Sm(293) • Ц (7)/Ц (293).