来源：Journal of Materials Science: Materials in Electronics
稀土钴基磁性材料 （RCM） 自 1960 年代末被发现以来已广泛应用于商业和科学应用，与钕铁硼材料相比，它们在高温下表现出不可替代的性能。近年来，对 RCM 的研究主要集中在实现高温下作的高矫顽力。通过将轻稀土和重稀土混合在一起，可以增强这些材料的磁性，同时降低成本。通过熔融快速淬火可以获得纳米尺寸的样品，从而制备高性能纳米晶磁性材料。
基于SmCo5材料中，发现稀土和过渡金属的组合产生了高性能的永磁体。其中，过渡金属提供较高的居里温度 （Tc） 和饱和磁化强度，而稀土原子表现出较大的单轴各向异性，使磁体能够实现高矫顽力。分子式为 RCo3因其复杂的磁性而备受关注，如反铁磁性、温度诱导的流动电子变磁性、磁热效应和自旋重定向。在稀土和过渡金属化合物的纳米晶磁体中，RCo3化合物表现出优异的磁体特性，包括大的磁晶各向异性和饱和磁化。然而，这些磁性现象发生在低温下。稀土钴二元金属间化合物 RCo3在 PuNi 中结晶3型菱面体结构。在这个晶胞中，R 原子占据晶体位置 3a 和 6c;钴原子位于3b、6c和18h位置。在 RCo3，4f 电子的局部磁性亚晶格与 3D-5D 杂化带中电子形成的流动磁性亚晶格很好地隔离。钴的磁矩取决于稀土元素，在 RCo3化合物（R = Tm 和 Y 除外），Co 亚晶格处于强铁磁基态。Co-Co 和 R-Co 交换相互作用都会强烈影响 Co 子晶格的磁态。当 R 为轻稀土 （LR） 时，LR 亚晶格和 Co 亚晶格并联排列，形成铁磁化合物;当 R 为重稀土 （HR） 时，HR 亚晶格和 Co 亚晶格反平行排列，形成反铁磁化合物。这一特性引发了对轻稀土和重稀土混合后性能的研究。
当 RCo3化合物是一种单一的轻稀土或重稀土钴基化合物，它们表现出软磁材料的特性，其磁性能不足直接利用。轻稀土和重稀土的混合可以有效改善磁性材料的性能，Nd的研究证明了Nd1−xHRxCo2和Pr1−xGdxCo3. Li 等人讨论了 Gd 和 Dy 掺杂对 NdCo2结构和性能的影响，并发现当 Gd 和 Dy 含量达到 x = 0.4 时，磁特性最强。当 Gd 掺杂到 PrCo3 中时，补偿点出现在 Gd 含量为 x = 0.6 处，该系列样品存在交换偏置现象，此时固定现象最强。
本文研究了轻重稀土混合对 Pr 晶体结构和磁性能Pr1−xTbxCo3 (x = 0.0–1.0）的分析。它清楚地阐明了室温 （300 K） 下的成核场和低温 （10 K） 下的畴壁固定主导的矫顽力机制，为磁体设计提供了理论指导;值得注意的是，低温退火带中的峰值矫顽力源于 Tb 的高磁晶各向异性放大了晶界固定，这与文献中未充分研究的低温行为形成鲜明对比。此外，这项工作优化了 Pr1−xTbxCo3使用 Pr 和 Tb 混合，减少对高纯度单一稀土分离的依赖和生产成本，从而提高工业磁体应用的经济可行性。这种方法与 Awual 等人用于高效镧系元素加工的方法一致，两者都追求高效、具有成本效益的稀土利用，并展示了混合稀土在优化磁性的同时减轻分离的经济和环境负担的潜力。本研究通过轻稀土和重稀土混合，利用熔体快速淬火和优化热处理，显著减小晶粒尺寸并提高矫顽力，为稀土钴基永磁体的发展提供了新的思路和有效的途径。