CN109576530A - 一种巨交换偏置Mn基合金及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种巨交换偏置Mn基合金，其化学式为：(Mn_1‑x‑yCo_xM_y)₆₅Sn₃₅，其中0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，M为除Co外的3d、4d、5d过渡族金属元素或稀土元素中的任意一种，x、y分别表示Co和M的原子占比；本发明公开的Mn基合金通过调节过渡元素比例来调控并获得巨交换偏置Mn基合金的方法，制备方法简单方便、能源消耗少，制备成本低，适合工业化生产。

Description

一种巨交换偏置Mn基合金及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种磁性存储材料，尤其是涉及一种巨交换偏置Mn基合金及其制备方法和应用。

背景技术

交换偏置现象于1956年被Meikleijohn和Bean在外壳上覆盖有CoO的Co颗粒中发现。当场冷到77K时，Co的磁滞回线沿冷却场的相反方向偏离原点，同时伴随着矫顽力的增加，人们把这种现象称之为交换偏置，磁滞回线相对原点的偏移量称之为偏置场。实现交换偏置的材料的磁性结构种类很多：铁磁/反铁磁、铁磁/亚铁磁、铁磁/自旋玻璃等。

交换偏置在基础研究和应用领域都得到了广泛的关注。交换偏置表现出很多新的物理现象，其基本特征与材料、厚度、结构、温度、生长顺序和工艺条件等密切相关。其机制涉及界面相互作用，包含有很多丰富的物理内涵，是凝聚态物理中的重要研究课题。在自旋电子学器件实用化过程中，交换偏置起了关键作用，使得各种巨磁电阻器件在机电、汽车、航空航天及高密度信息存储领域得到广泛应用。

Mn基合金中的交换偏置的研究目前主要集中在具有L1(0)相的MnNi、MnPt，Ag-Mn、Ni-Mn无序合金和MnNi-X哈斯勒合金等体系中。这些体系大都是铁磁和反铁磁界面产生的交换偏置现象，交换偏置场相对较小。截至目前，研究亚铁磁和铁磁界面或者亚铁磁和自旋玻璃、铁磁和自旋玻璃界面产生的交换偏置现象几乎还没有，因此研究亚铁磁和其他磁结构以及铁磁和自旋玻璃构成的界面产生的大的交换偏置效应就显得尤为重要和迫切。

本专利提出需要保护的(Mn_1-x-yCo_xM_y)₆₅Sn₃₅合金发现了巨交换偏置效应，在场冷条件下，随着温度的降低，交换偏置快速增大。在2kOe冷却场、2K温度条件下，实现了高达7kOe的交换偏置，这是一种具有巨交换偏置的新型Mn基合金材料。这种大的交换偏置材料也使得该系列Mn基合金在永磁领域、风力发电、新能源、高密度磁存储器件，磁驱动器，磁性敏感元件，巨磁阻器件等领域将获得广泛的和重要的应用。

另外，本专利提出(Mn_1-x-yCo_xM_y)₆₅Sn₃₅合金能够发生温度、磁场、应力驱动的亚铁磁到顺磁的一级磁弹性相变，相变附近磁化强度、电阻和应变发生很大突变，导致该系列合金具有很大的磁热效应、磁电阻效应和磁致应变效应，因此该系列合金还可以在固态制冷、巨磁阻器件、人工智能、机器人等领域获得重要应用。

发明内容

为了解决现有技术中铁磁/反铁磁界面产生的较小偏置场的问题，且为了在亚铁磁材料中获得巨交换偏置场，本发明提供了一种巨交换偏置Mn基合金及其制备方法。

具体的，本发明的第一个目的是提供一种巨交换偏置Mn基合金，其化学式为：(Mn_1-x-yCo_xM_y)₆₅Sn₃₅，其中0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，M为除Co外的3d、4d、5d过渡族金属元素或稀土元素中的任意一种，x、y分别表示Co和M的原子占比。

优选地，所述合金的化学通式为(Mn_1-x-yCo_xM_y)₆₅Sn₃₅，其中0.1≤x+y≤0.5，0≤x≤0.3，0.1≤y≤0.2，M为除Co外的3d、4d、5d过渡族金属元素或稀土元素中的任意一种，x、y分别表示Co和M的原子占比。

本发明的第二个目的是提供上述巨交换偏置Mn基合金的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：按照化学计量比称量Mn，Co，Sn，M原料；

步骤二：采用电弧熔炼、感应熔炼、熔体快淬、火花等离子体烧结、微波烧结、定向凝固或磁控溅射法将所述原料制备为Mn基巨交换偏置合金块体、条带或薄膜形式的样品，然后进行热处理即可。

优选地，所述Mn、Co、Sn和M金属单质的纯度均超过99.99％。

优选地，上述制备的Mn基合金均匀化退火温度设定在500℃～1300℃，退火时间为10min～150h。

本发明的第三个目的是提供上述巨交换偏置Mn基合金的新用途。

具体为，巨交换偏置Mn基合金在磁驱动器领域的应用。

巨交换偏置Mn基合金在磁性敏感元件领域的应用。

巨交换偏置Mn基合金在巨磁阻器件领域的应用。

巨交换偏置Mn基合金在固态制冷领域的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)本发明通过Co或M取代，或共同取代Mn位置原子，设计合金成分，获得巨交换偏置Mn基合金，本发明制备得到的Mn基合金，通过调控Mn、Co等元素的含量，使合金中亚铁磁和铁磁、亚铁磁和自旋玻璃或铁磁和自旋玻璃共存，界面交换耦合作用得到增强，最终获得了巨交换偏置效应。

2)本发明制备的(Mn_1-x-yCo_xM_y)₆₅Sn₃₅合金具有低成本及巨磁热效应、巨磁电阻效应、巨磁致应变效应等优异磁功能性质，同时该系列合金由于发生的是亚铁磁到顺磁的磁弹性相变，因此磁滞后和热滞后都很小，因此应用过程中可以大大减小能量损耗，使该系列合金有望在永磁、风力发电、新能源、磁性存储器、磁驱动器、磁性敏感元件、巨磁阻器件、固态制冷、人工智能、机器人等领域获得重要应用。合金的强度、硬度、相变温度、磁性能等可以通过改变合金中四个组元的成分，即改变x和y的数值来调节。

3)本发明的提供的Mn基合金是一种通过调节过渡元素比例来调控并获得巨交换偏置Mn基合金的方法，制备方法简单方便、能源消耗少，制备成本低，适合工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明不同Co取代时(Mn_1-xCo_x)₆₅Sn₃₅(0.05≤x≤0.3)合金室温XRD图谱；

图2为(Mn_1-xCo_x)₆₅Sn₃₅(0.05≤x≤0.3)合金在0.1T下的升降温热磁曲线；

图3为(Mn_0.80Co_0.20)₆₅Sn₃₅合金在0.2T冷却场下交换偏置场与矫顽场随温度变化的曲线；

图4为(Mn_0.80Co_0.20)₆₅Sn₃₅合金在1,2,3,4,5,6,7T磁场变化下磁熵变随温度变化曲线。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。

除非另有定义，下文中所用是的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。除非另有特别说明，本发明以下各实施例中用到的各种原料、试剂、仪器和设备均可通过市场购买得到或者通过现有方法制备得到。

本发明通过调节过渡族元素的比例，设计合金成分，调节合金中元素比例使得合金的亚铁磁/铁磁、亚铁磁/自旋玻璃以及铁磁/自旋玻璃间的交换耦合作用增强，获得巨交换偏置效应。

基于上述原理，实际上包括了至少两种含义的合金表达式：

合金的第一种化学通式为(Mn_1-x-yCo_xM_y)₆₅Sn₃₅(1)，且M选自除Co外的3d、4d、5d过渡族金属元素和稀土元素(包括Sc、Y和镧系元素)中的任意一种，主要是通过x含量的Co元素和y含量的其他金属元素M共同取代部分Mn元素，例如通式可以扩展为(Mn_1-x-yCo_xFe_y)₆₅Sn₃₅(0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)，(Mn_1-x-yCo_xNi_y)₆₅Sn₃₅(0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)，(Mn_1-x-yCo_xZr_y)₆₅Sn₃₅(0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)、(Mn_1-x-yCo_xHf_y)₆₅Sn₃₅(0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)，(Mn_1-x-yCo_xV_y)₆₅Sn₃₅(0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)，(Mn_1-x-yCo_xTa_y)₆₅Sn₃₅(0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)，(Mn_1-x-yCo_xNb_y)₆₅Sn₃₅(0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)，(Mn_1-x-yCo_xCe_y)₆₅Sn₃₅(0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)，(Mn_1-x-yCo_xSm_y)₆₅Sn₃₅(0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)等。

合金的第二种化学通式为(Mn_1-yM_y)₆₅Sn₃₅(2)，其中，0≤y≤0.5，且M选自除Co外的3d、4d、5d过渡族元素和稀土元素(包括Sc、Y和镧系元素)中的任意一种，主要是通过将部分Mn元素替换为x含量的其他金属元素M，例如通式可以扩展为(Mn_1-yFe_y)₆₅Sn₃₅(0≤y≤0.5)，(Mn_1-yNi_y)₆₅Sn₃₅(0≤y≤0.5)，(Mn_1-ySc_y)₆₅Sn₃₅(0≤y≤0.5)，(Mn_1-yY_y)₆₅Sn₃₅(0≤y≤0.5)，(Mn_1-yLa_y)₆₅Sn₃₅(0≤y≤0.5)等。

下面结合具体实施例，对本发明的技术方案进行具体的举例说明：

实施例1

本实施例具有巨交换偏置效应的合金，其化学式为Mn₆₅Sn₃₅。

按照化学计量比计算出所需Mn、Co、Sn元素的单质的质量进行配料，精确到0.1mg～0.01mg，金属单质的纯度均在99.99％以上。其制备方法具体如下：将配好的原料放入水冷式铜坩埚电弧炉中，真空度抽至10^-3Pa以下，充入1个大气压的纯度为99.999％的氩气，进行电弧熔炼。第一遍熔炼时，用25A电流将金属熔化，看到坩埚内金属液流动即可，将第一遍熔炼的块状样品翻面，稍微加大电流至35A再熔炼4遍，即可得到Mn基合金铸锭；将合金铸锭装入内径10mm的石英管中，然后将石英管放入快淬炉腔中，炉腔内抽真空至10^-4Pa，通入氩气，通过高频感应加热将铸锭熔化成液态，然后通过石英管底部的小孔喷到高速旋转的铜辊上，铜辊的转速为15m/s，得到快淬条带样品；将部分的合金铸锭和前述快淬条带样品分别放入一端封闭的内径10mm石英管中，真空度抽至4Pa以下，充入0.5个大气压的氩气用来洗气，重复4次，最后一次洗气后将真空度抽至1Pa以下，然后用乙炔焰迅速将拉长的石英管烧断，将样品封入抽真空后的石英管中；然后将封好的样品放入高温炉中进行退火处理：条带退火温度为500℃，时间10min；铸锭退火温度为1000℃，时间120h，然后取出迅速放入冷水中快淬，获得了织构和微结构都很好的铸锭和条带样品，在Mn₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例2

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金，其化学式为(Mn_0.95Co_0.05)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处在于，按照(Mn_0.95Co_0.05)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Mn、Co、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度800℃，退火时间1h；铸锭退火温度900℃，退火时间120h。在(Mn_0.95Co_0.05)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例3

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金，其化学式为(Mn_0.85Co_0.15)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处在于，按照(Mn_0.85Co_0.15)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Mn、Co、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度800℃，退火时间1h；铸锭退火温度900℃，退火时间120h。在(Mn_0.85Co_0.15)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例4

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金(Mn_0.80Co_0.20)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处在于，按照(Mn_0.80Co_0.20)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Mn、Co、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度800℃，退火时间1h；铸锭退火温度900℃，退火时间120h。在(Mn_0.80Co_0.20)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例5

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金(Mn_0.75Co_0.25)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处在于，按照(Mn_0.75Co_0.25)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Mn、Co、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度800℃，退火时间1h；铸锭退火温度900℃，退火时间120h。在(Mn_0.75Co_0.25)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例6

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金(Mn_0.7Co_0.3)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处在于，按照(Mn_0.7Co_0.3)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Mn、Co、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度800℃，退火时间1h；铸锭退火温度900℃，退火时间120h。在(Mn_0.7Co_0.3)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例7

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金Co₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处在于，按照Co₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Co、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度1000℃，退火时间10h；铸锭退火温度1300℃，退火时间150h。在Co₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例8

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金(Mn_0.8Co_0.10Ni_0.1)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处仅在于，按照(Mn_0.8Co_0.10Ni_0.1)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Mn、Co、Ni、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度850℃，退火时间5h；铸锭退火温度1000℃，退火时间150h。在(Mn_0.8Co_0.10Ni_0.1)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例9

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金(Co_0.50Ni_0.50)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处仅在于，按照(Co_0.50Ni_0.50)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Co、Ni、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度850℃，退火时间5h；铸锭退火温度1300℃，退火时间120h。在(Co_0.50Ni_0.50)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例10

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金(Mn_0.70Ni_0.30)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处仅在于，按照(Mn_0.70Ni_0.30)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Co、Ni、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度750℃，退火时间5h；铸锭退火温度800℃，退火时间150h。在(Mn_0.70Ni_0.30)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例11

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金(Mn_0.8Co_0.10Fe_0.1)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处仅在于，按照(Mn_0.8Co_0.10Fe_0.1)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Mn、Co、Fe、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度850℃，退火时间5h；铸锭退火温度1300℃，退火时间120h。在(Mn_0.8Co_0.10Fe_0.1)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例12

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金(Mn_0.7Co_0.10Fe_0.2)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处仅在于，按照(Mn_0.7Co_0.10Fe_0.2)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Mn、Co、Fe、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度900℃，退火时间2h；铸锭退火温度800℃，退火时间80h。在(Mn_0.7Co_0.10Fe_0.2)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例13

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金(Mn_0.78Fe_0.22)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处仅在于，按照(Mn_0.78Fe_0.22)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Co、Ni、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度850℃，退火时间5h；铸锭退火温度800℃，退火时间150h。在(Mn_0.78Fe_0.22)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例14

本实施例具有场致巨交换偏置效应的合金Fe₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处仅在于，按照Fe₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Co、Ni、Sn元素的单质的质量进行配料。条带退火温度850℃，退火时间5h；铸锭退火温度1300℃，退火时间150h。在Fe₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例15

本实施例具有场致巨交换偏置效应(Mn_0.8Co_0.10Y_0.1)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处仅在于，按照(Mn_0.8Co_0.10Y_0.1)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Mn、Co、Y、Sn元素的单质的质量进行配料。其次制备条件不同，铜辊的转速为25m/s，得到快淬条带样品；将部分的合金铸锭和所述快淬条条带样品放入一端封闭的内径10mm石英管中，真空度抽至4Pa以下，充入0.5个大气压的氩气用来洗气，重复4次，最后一次洗气后将真空度抽至1Pa以下，然后用乙炔焰迅速将拉长的石英管烧断，将样品封入抽真空后的石英管中；然后将封好的样品放入高温炉中进行退火热处理，条带退火温度为900℃，时间5h，铸锭退火温度1100℃，时间120h。然后取出迅速放入冷水中淬火，获得了织构和微结构很好的条带样品。在(Mn_0.8Co_0.10Y_0.1)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

实施例16

本实施例具有场致巨交换偏置效应(Mn_0.8Co_0.10Ta_0.1)₆₅Sn₃₅，具体制备方法和实施例1的制备过程相同，不同之处仅在于，按照(Mn_0.8Co_0.10Ta _0.1)₆₅Sn₃₅的化学计量比计算出所需Mn、Co、Ta、Sn元素的单质的质量进行配料。其次制备条件不同，铜辊的转速为20m/s，得到快淬条带样品；将部分的合金铸锭和所述快淬条条带样品放入一端封闭的内径10mm石英管中，真空度抽至4Pa以下，充入0.5个大气压的氩气用来洗气，重复4次，最后一次洗气后将真空度抽至1Pa以下，然后用乙炔焰迅速将拉长的石英管烧断，将样品封入抽真空后的石英管中；然后将封好的样品放入高温炉中进行退火热处理，条带退火温度为850℃，时间5h，铸锭退火温度900℃，时间130h。然后取出迅速放入冷水中淬火，获得了织构和微结构很好的条带样品。在(Mn_0.8Co_0.10Ta _0.1)₆₅Sn₃₅样品中观察到巨交换偏置效应。

我们将本实施例制备得到的Mn基合金与近年来新发现的具有巨交换偏置效应的材料的相关的性能参数进行对比，结果如表1所示，可以看出本发明中的Mn基合金的交换偏置场要大于很多材料的交换偏置场。另外对上述实施例1-5中制备的合金分别进行室温X射线衍射测定，所得结果具体如图1所示，由图1可以看出，我们的合金均获得六角Ni₂In类型结构，且随着Co替代量的增加，合金的晶胞体积减小。

表1本发明的Mn基合金的实施例与近年来新发现的具有交换偏置效应的

合金的相关的性能参数

此外，我们还分别测定(Mn_1-xCo_x)₆₅Sn₃₅(0.05≤x≤0.3)合金在0.1T磁场下的升降温热磁曲线，曲线均采用零场冷(ZFC，空心)和场冷(FC，实心)方法测量，具体如图2所示，由图2可得出该合金的玻璃态转变温度(T_g)。

此外，我们还测定了(Mn_0.8Co_0.2)₆₅Sn₃₅合金在0.2T冷却场条件下交换偏置场与矫顽场随温度变化的曲线，如图3所示。合金的交换偏置场随着温度的升高先是呈线性降低，而后趋于零，这是由于对着温度的升高，亚铁磁和自旋玻璃的交换耦合作用减弱，到T_B温度附近得到稳定值；而矫顽场则先随着温度增加而增加，在某个温度值附近达到最大，然后随着温度升高而降低，这是因为自旋玻璃的各向异性随着温度的升高而减弱，从而使矫顽场在某个温度达到最大值。

需要说明的是，本发明涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例1～16相同，为了防止赘述，本发明的描述了优选的实施例，但是本发明并不局限于此，而是还能以处于所附权利要求中定义的技术方案的范围内的其他方式来具体实现，按照成分(Mn_1-xCo_x)₆₅Sn₃₅、(Mn_1-x-yCo_xFe_y)₆₅Sn₃₅、(Mn_1-x-yCo_xNi_y)₆₅Sn₃₅、(Mn_1-x-yCo_xY_y)₆₅Sn₃₅、(Mn_1-x-yCo_xSc_y)₆₅Sn₃₅、(Mn_1-x-yCo_xZr_y)₆₅Sn₃₅、(Mn_1-x-yHf_xY_y)₆₅Sn₃₅、(Mn_1-x-yTa_xY_y)₆₅Sn₃₅、(Mn_1-x-yCo_xPr_y)₆₅Sn₃₅、(Mn_1-x-yCo_xGd_y)₆₅Sn₃₅，等做出相应的块体、条带、薄膜等形式的样品，获得具有巨交换偏置效应，并且在相变过程中研究伴随的其他有趣物理现象，比如巨磁热效应、巨磁电阻，磁致应变等。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，其保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种巨交换偏置Mn基合金，其特征在于，其化学式为：(Mn_1-x-yCo_xM_y)₆₅Sn₃₅，其中0≤x+y≤0.5，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，M为除Co外的3d、4d、5d过渡族金属元素或稀土元素中的任意一种，x、y分别表示Co和M的原子占比。

2.根据权利要求1所述的一种巨交换偏置Mn基合金，其特征在于，所述合金的化学通式为(Mn_1-x-yCo_xM_y)₆₅Sn₃₅，其中0.1≤x+y≤0.5，0≤x≤0.3，0.1≤y≤0.2，M为除Co外的3d、4d、5d过渡族金属元素或稀土元素中的任意一种，x、y分别表示Co和M的原子占比。

3.根据权利要求1所述的一种巨交换偏置Mn基合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：按照化学计量比称量Mn，Co，Sn，M原料；

步骤二：采用电弧熔炼、感应熔炼、熔体快淬、火花等离子体烧结、微波烧结、定向凝固或磁控溅射法将所述原料制备为Mn基巨交换偏置合金块体、条带或薄膜形式的样品，然后进行热处理即可。

4.根据权利要求3所述的一种巨交换偏置Mn基合金的制备方法，其特征在于，所述Mn、Co、Sn和M金属单质的纯度均超过99.99％。

5.根据权利要求3所述的一种巨交换偏置Mn基合金的制备方法，其特征在于，上述制备的Mn基合金均匀化退火温度设定在500℃～1300℃，退火时间为10min～150h。

6.根据权利要求1或2所述的巨交换偏置Mn基合金在高密度磁存储器件领域的应用。

7.根据权利要求1或2所述的巨交换偏置Mn基合金在磁驱动器领域的应用。

8.根据权利要求1或2所述的巨交换偏置Mn基合金在磁性敏感元件领域的应用。

9.根据权利要求1或2所述的巨交换偏置Mn基合金在巨磁阻器件领域的应用。

10.根据权利要求1或2所述的巨交换偏置Mn基合金在固态制冷领域的应用。