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２．稀土磁光材料 干式氮吹儀磁光效應是指磁場或磁矩作用下，物質的電磁特性，如磁導率介電常數、磁 化強度、磁疇結構、磁化方向等發生變化，通向該物質的光的傳輸特性，如偏振狀 態、光強、相位、頻率、傳輸方向等也隨之變化；當光通向磁場或磁矩作用下的物 質時，其傳輸特性的變化。磁光材料是指在紫外光到紅外波段上具有磁光效應 的光信息功能材料。利用這類材料的磁光特性及光電磁的相互作用和轉換，可 制成具有各種功能的光學器件。稀土磁光來源于其未填滿４ｆ電子，產生未抵消 磁矩，具有強磁性；同時產生電子躍遷，引起光激發；結果導致強磁光效應。稀土 金屬本身不能制成光學材料，所以并不能呈現強磁光效應，只有將稀土元素摻入 光學玻璃，化合物晶體（ＥｕＸ型晶體，Ｘ＝硫屬元素、正鐵氧體晶體、石榴石晶 體），非晶合金薄膜才能呈現強磁光效應。其中后兩種材料是常用的，稀土玻璃 ３＋ 次之，其余很少用。Ｉｎ、Ｓｃ、Ｃｒ等金屬離子對Ｆｅ離子的可增加磁矩，而Ａｌ、Ｇａ 等金屬離子的替換則減少磁矩，通過
元素替代最終可調節磁轉變溫度和磁矩。 稀土石榴石單晶的磁光性能表現為可見光透明，近紅外輻射幾乎透明；摻入三價 ２＋４＋４＋２＋ 稀土元素或鉍離子，對光波影響不大；非三價離子如Ｐｂ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｆｅ等發 生電荷補償，產生四價和二價的鐵離子，出現光吸收，因此應該嚴格控制非三價 雜質金屬離子的含量。 ３．稀土超磁致伸縮材料 磁致伸縮是指鐵磁性和亞鐵磁性材料由于磁化狀態的改變，而引起長度和 ４５０第十一章 現代化學應用講座 體積發生微小的變化，其中長度變化稱為線性磁致伸縮，體積變化稱為體積磁致 伸縮。磁致伸縮系數表示為：λ＝Δｌ／ｌ。鎳，鐵等金屬或合金的 λ小，功率密度 不高，僅限于聲納和超聲波發射材料上應用。稀土鐵系金屬間化合物具有大 的磁致伸縮值，其機械響應
快，功率密度高，適用于聲納系統，大功率超聲器件和 精密控制系統。稀土金屬低溫時磁致伸縮值雖大，但居里溫度Ｔ低，不具有實 ｃ 用價值。適用的大磁致伸縮材料要求滿足下列條件：首要條件是含有大量的稀 土離子；稀土離子參與的交換作用遠大于熱運動，能保證高的居里溫度Ｔ；其次 ｃ 材料應具有不止一個易磁化方向，技術磁化過程中疇壁移動過程可以對磁致伸 縮值有貢獻，并且材料要有小的磁晶各向異性，使達到飽和磁化所需的外場不很 高。中重稀土和３ｄ過渡金屬鐵、鈷、鎳，以及稀土鈷２１７型化合物居里溫度 高，但室溫磁致伸縮值較低，其它稀土鈷稀土鎳居里溫度較低，室溫磁致伸縮值 很小。稀土鐵化合物隨稀土含量增加，居里溫度反而增大，ＲＥＦｅ居里溫度最 ２ 高，達到５００～７００Ｋ，其中ＴｂＦｅ最大的磁致伸縮值為１７６３。磁晶各向異性對 ２
