55、蒙脱石及相关硅酸盐的结构、磁性与核γ共振特性研究

蒙脱石及相关硅酸盐的结构、磁性与核γ共振特性研究

1. 结构与磁性基础

在（a × b）晶胞中，w个H₂O分子与u个R³⁺离子处于同一平面，该插层位于两层水层之间，每层水层每晶胞含有[(v - w)/2]个H₂O分子，v表示每（a × b）晶胞的水分子数。

对具有2 - WLHS的R³⁺ - VIC（R = Gd, Tb, Ho, Ce, Pr, Nd）在1.5 - 300 K温度范围内的磁化率倒数与温度的关系进行研究，呈现出居里 - 外斯型行为。对于R = Gd, Tb, Ho，未观察到磁相变。Gd³⁺ - VIC的Θ值在水化状态从2 - WLHS变为0 - WLHS时，由正变为负，表明层间交换相互作用从铁磁性变为反铁磁性。在Ce³⁺、Pr³⁺和Nd³⁺ - VIC中，Θ值为负，说明近邻磁性离子间的层间交换相互作用为反铁磁性。而Sm³⁺和Eu³⁺ - VIC由于R³⁺离子连续J态间的能量差与kBT相比较小，其磁化率表现出与其他R³⁺ - VIC不同的行为。

通过热重测量确定了具有2 - WLHS的R³⁺ - VIC与具有0 - WLHS的R³⁺ - VIC的重量比δ。采用u = 2/3的VIC平面结构模型，较大的磁性离子R³⁺倾向于位于三方腔（m3位点），如Gd³⁺ - VIC的u值接近2/3，近邻Gd²离子间的距离为9.24 Å。

具有2 - WLHS的R³⁺ - VIC和M²⁺ - VIC中层间水分子数处于同一数量级，如Ce³⁺ - VIC的v - w = 6.60，Ni²⁺ - VIC的v - w = 6.45。

重稀土的顺磁居里温度为正，轻稀土的VIC为负。重稀土的Θ值与德热纳因子G呈线性关系，斜率Θ = 0.93(5)G，由此得