34· 北京科技大学学报 2005年第1期 表3Fe或Ti占1%时分别占据1m,2c,3g位置时体系的 还不清楚，单胞的体积随着Fe含量的增加而逐 自由能(23.5K 渐增大，这与实验的结果是吻合的 Table 3 Configurational free energy in different state for YCo-based alloys with 1%Fe or Ti(293.5K)eV.atom 通过以上分析可见，本文所采用的MBW模 型在晶格常数和能量计算方面与实验结果较为 占据位置 Fe Ti la -4.1654 -4.1967 吻合.通过计算，在CaCus结构的YCo合金中掺 2c -4.2588 -4.2540 入第三类原子e或T)时，得到它们在该结构中 3g -4.2589 -4.2546 的择优占位为3g位置，与实验吻合， 分别占据1a,2c,3g位置时的能量比较.从表3中 3结论 可以看出，Fe或Ti占据la位置时的能量比它们 占据2c,3g位置时的能量高得多.这不仅是因为 (l)对Bragg-Williams模型进行改进后，MBW Fe或Ti在CaCu,结构的Y-Co合金中的择优占 模型对于二元或多元金属化合物的能量及其平 位不是la位置，而且也因为Y的择优占位不是 衡晶格常数的计算表现出良好的适应性 2c和3g位置.当Fe或Ti占据la位置时部分Y只 (2)利用MBW模型对具有CaCu,结构的 能占据2c或3g位置，导致能量进一步增加，表4 YCo,-M.M=Fe,Ti)中Fe和Ti的占位进行研究，得 给出了Fe和Ti占据3g位置时，它们不同含量时 出在CaC山，结构的YCo,中掺入第三类原子(Fe或 所对应的晶格常数和自由能，温度取为室温 T)时，它们在该结构中的择优占位为3g位置，与 293.5K.从表4中可以看到，随着Fe和Ti含量的 实验结果吻合 增加，晶格常数c都在逐渐变大，并且摻入Fe时， 参考文献 c增加但a减小，这与实验不太吻合，原因暂时 [】周寿增，稀土永磁材料及其应用，北京：治金工业出版杜， 表4e和Ti占据3g位置时不同含量所对应的晶格常 1990 数和自由能(293.5门 [2]Uebayashi K,Terao K,Yamada H.First principle calculation for Table 4 Lattice constants and free energy per atom at preferential site occupation of 3d transition-metal atoms in YCo, 293.5 K of YCo,-based alloys when different amounts of Fe and YNi,.J Alloys Compd,2002,346:47 and Ti occupy 3g sites [3]Wang Y,Shen J,Chen NX,etal.Theoretical investigation on site preference of foreign atoms in rare-earth intermetallics.JAlloys 元素原子分数%ahm c/nm G/(eV.atom-) Compd,2001,31:62 0.50 0.510530.40119 -4.2588 [4]de Fontaine D.Configurational thermodynamics of solid solu- 0.75 0.510530.40121 -4.2589 tions.Solid State Phys,1979,34:146 合 1.00 0.51053 0.40121 -4.2589 [5]Ni X D,Chen N X,Shen J.Site preference of alloying elements in Fe,Al-based alloys.J Mater Res,2001,16:344 1.25 0.51052 0.40129 -4.2588 [6王建民，倪晓东，陈国良，晶格常数变化与有序无序转变 1.50 0.510510.40132 -4.2588 类型的关系.北京科技大学学报，2003,25：234 0.50 0.513450.40050 -4.2565 [7]Chuang YC,Wu CH,Chang YC.Structure and magneticprop- 0.75 0.513730.40068 -4.2556 erties of Y(Co:-M.),compounds.J Less-Common Met,1982, 1.00 0.514090.40083 -4.2546 84:201 1.25 0.514360.40100 -4.2537 [8]Maruyama F,Nagai H,Amako Y,et al.Magnetic properties of 1.50 0.514590.40121 -4.2528 the hypothetical compound YFe;.Physica B,1999,266:356 Site preference of alloying elements in YCos-based alloys GU Gang,NI Xiaodong,CHEN Nanxian,SHEN Jiang,FAN Shaorong",ZHANG Yuanzheng" 1)Department of Physics,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China 2)Institute of Applied Physics,University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT The site preference of alloy elements Fe and Ti in YCo;-based compounds with CaCu;structure was studied by employing interatomic potentials and Modified-Blagg-Williams model.The result suggested that the ele- ments Fe and Ti prefer to occupy the 3g sites,which matched with experimental results. KEY WORDS intermetallic;Y-Co alloy;site preference;rare-earth metal北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 5 年 第 1期 表 3 F e 或 n 占 1%时分 别 占据 l a , Z e , 3 9 位 t 时体 系 的 自由能 (2 , .3 5 )K aT b le 3 C o n n gU r a t o n a l fl , e . e r gy in d让介 r e . t s加 et fo r Y C -os b朋 de a lo y s 初t h l % F e o r iT ( 2 93 . 5 )K e V · a t o m 一 , 占据 位 置 F e iT l a 一 4 . 1 6 5 4 一 4 . 1 96 7 Z e 一 4 . 2 5 8 8 一 4 . 2 5 4 0 3 9 一 4 . 2 5 8 9 一 4 . 2 5 4 6 还 不 清 楚 . 单胞 的体积 随着 eF 含 量 的增 加 而逐 渐 增 大 , 这 与 实验 的结 果 是吻 合 的 . 通 过 以上 分 析 可见 , 本文 所 采 用 的 M B W 模 型 在 晶 格 常 数 和 能量 计 算 方 面 与 实 验 结 果较 为 吻 合 . 通 过 计 算 , 在 C aC 珑 结 构 的 Y C 。 , 合 金 中掺 入 第三 类 原 子任e 或 iT ) 时 , 得 到 它们 在 该 结构 中 的择 优 占位 为 39 位 置 , 与 实验吻合 . 分 别 占据 al , c2 , 3 9位 置 时 的能量 比 较 . 从 表 3 中 可 以看 出 , eF 或 iT 占据 la 位 置 时 的能量 比 它 们 占据 c2 , 39 位 置 时 的 能量 高得 多 . 这 不仅 是 因 为 eF 或 iT 在 C aC 珑 结 构 的 Y 一 C 。 合 金 中 的择优 占 位 不 是 la 位 置 , 而 且 也 因为 Y 的择优 占位 不 是 c2 和 3 9 位 置 . 当 eF 或 iT 占据 la 位 置 时部 分 Y 只 能 占据 c2 或 g3 位 置 , 导致 能 量进 一 步增 加 . 表 4 给 出 了 eF 和 iT 占据 g3 位 置 时 , 它们 不 同含量 时 所 对 应 的 晶 格 常 数 和 自 由 能 , 温 度 取 为 室 温 29 .3 5 K . 从 表 4 中可 以看 到 , 随着 eF 和 iT 含 量 的 增 加 , 晶格 常数 c 都 在 逐渐 变 大 , 并且 掺入 eF 时 , c 增 加但 a 减 小 , 这 与 实验 不 太 吻合 `盯, 原 因暂 时 表 4 eF 和 乃 占据 g3 位 l 时 不同含 一所 对 应 的晶格 常 数和 自由能 (2 93 .5 均 介b le 4 L a 川e e e o n s 加 n 肠 a n d fl l e e . e r gy P e r a ot m a t 2 9 3 · S K o f Y C介 b a s ed a Uo y s w b e n d 廿介碑 n t a m o u . st o f F e a n d T i oc c u yP 3 9 s iet s 元 素 原 子分 数机 口厄功 刁钊叮 G / e( v · aot m 一 1 ) 0 5 0 0 . 7 5 Fe 1 . 0 0 1 . 2 5 1 . 5 0 0 . 5 0 0 . 7 5 iT 1 . 0 0 1 2 5 1 . 5 0 0 . 5 10 5 3 0 . 5 10 5 3 0 . 5 10 5 3 0 . 5 10 5 2 0 . 5 1 0 5 1 0 . 5 1 3 4 5 0 . 5 1 3 7 3 0 . 5 14 0 9 0 . 5 14 3 6 0 . 5 14 5 9 0 . 4 0 1 19 0 . 40 1 2 1 0 . 4 0 1 2 1 0 . 4 0 1 2 9 0 . 4 0 1 3 2 0 . 4 0 0 5 0 0 . 4 0 0 6 8 0 . 4 00 8 3 0 . 4 0 1 0 0 0 . 4 0 1 2 1 一 4 . 2 5 8 8 一 4 . 2 5 8 9 一 4 . 2 5 8 9 一 4 . 2 5 8 8 一 4 . 2 5 8 8 一 4 . 2 5 6 5 一 4 . 2 5 5 6 一4 . 2 5 4 6 一 4 . 2 5 3 7 一 4 . 2 5 2 8 3 结 论 ( l) 对 B哪兮钻 il am s 模型 进 行 改进 后 , M B W 模 型 对 于 二 元 或 多 元金 属 化 合 物 的能 量 及 其平 衡 晶格 常数 的计算 表 现 出 良好 的适应 性 . (2 ) 利 用 M B W 模 型 对 具 有 C aC 珑 结 构 的 Y C 伪嘴 M X (M 邵e, iT )中 F e 和 iT 的 占位进 行 研 究 , 得 出在 C aC us 结 构 的 Y C o , 中掺入 第 三 类 原子 (F e 或 iT ) 时 , 它 们在 该 结构 中 的择优 占位 为 g3 位 置 , 与 实验 结 果 吻合 . 参 考 文 献 【lj 周 寿增 . 稀 土 永磁材 料及 其 应用 . 北 京 :冶 金工 业 出版 社 , 19 9 0 [ 2 ] U e bay as h i K , eT 哪 K, 砚皿 ad a H . F湘 p ha c iPl e e ia e u lat ion of r P er fe r e n t l a】s i t e “ c u P at 1 O n o f 3d tr a o s i ti-on m e alt ia o m s in Y C o , an d Y N 犯 . J A UOy s C o m 叫 , 20 0 2 , 3 4 6 : 4 7 汇3 ] W面9 Y, Sh e n J , C h en N X, et ia . Tb e o侧 ic al ivn e st ig a ti o n on s iet p r e fe enr ce of of 比 ign at o m s in n 业 e祀肚比 加 t e mr e at llic s . J A l l o ys C o m dP , 20 0 1 , 3 19 : 6 2 4[ ] de F o n at ine D . C O涌 g 叮如加创 由 e n 刀阅 y n am i e s o f s o il d s o l u - it ons . S o idl S 加扭 P帅 . , 19 7 9 , 34 : 14 6 [ 5 ] N i X D , C h e n N X , Sh e n J . S ite P r e fe r e n ce o f ia loy ign e l e m e nts in F伪 lA 七朋e d ia loy s . J M a 妞 r R e . , 2 0 0 1 , 16 : 3 4 4 16 ] 王 建 民 , 倪 晓东 , 陈 国 良 . 晶格 常数变 化 与有序 无 序转变 类型 的关 系 . 北京 科技 大学 学报 , 2 0 0 3 , 2 5 : 2 3 4 7[ 』 C h anU g Y C , W U C 践 C h叨 g Y C . S七u c t 玫 e an d m a g n et ic P r o P - c 币es o f y ( C o , 、 M J , e o m P o un ds . J L韶 , { o . m o . M et , 1 9 82 , 84 : 2 0 1 8[ J M arU y am a F, N a g ia 践 八m ak o 丫 et al . M哪笋 e tl c P r o pe 币 es o f het h y P 0 ht iet cal e o m op nU d Y F e , . 几” iaC B , 1 99 9 , 2 6 6 : 3 5 6 S iet P r e fe r e n e e o f a ll o y ing e l em e n t s i n Y C o s 一 b a s e d a lloy s G U aG ng ,愁NI XI O o do gn ,气C 厅乙N 入公肛ia n)z, SI 式EN iJ a心毛FA N hS ao or gn ,) Z月只 N G uY a nZ h e gn , , l ) D e P田由 m ent o f P hy s i e s , U n i vers ity o f s ic e cne an d eT c加川。盯 B e ij ign , B e ij ign 10() 0 83 , C ih n a 2 ) nI s titU te o f A P P li e d P h y s i e s , nU i vers ity o f S c ien e e an d eT e hn o l 0 g y B e ij in g , B e ij 吨 10 0 0 8 3 , C h ian A B S T R A C T hT e s it e P re fe re cn e o f al l o y e l e m e nts F e an d iT in Y C o s 一 b as e d c o m P o un d s iw ht C aC 珑 s tru c t ur e w as s tu id e d b y e m P loy in g i in e r at o m i e P o t e n it a l s an d M o id if e d- B l a g g 一 城lli am s m o de l . hT e r e s ult s哪络e s te d ht at ht e e l e - m e nt s F e an d iT rP e fe r t o o c c uP y ht e 3 9 s ite s , w h lhc m act he d Wit h e xP emn e n at l er s ul t s . K E Y W O R D S i ent n n e alt h ;c y 一 C o al loy ; s it e P r e fe er n ce ; r a r e 一 e 别rt h m eat l