Структурні особливості сплаву al-cu-fe В області існування квазікристалічної фази

Відкриті більше, ніж 20 років тому квазікристалічні сплави завдяки особливій кристалографічній структурі мають комплекс незвичайних властивостей, що зробило їх привабливими для практичного використання в ролі замінників існуючих матеріалів. Серед них багато сплавів на основі алюмінію, в яких можливе формування квазікристалічної ψ-фази, але питання про область гомогенності даних фаз залишається ще не досить вивченим. Тому метою роботи було виявлення структури та механізмів фазових перетворень квазікристалічної фази у сплаві Al-Cu-Fе з використанням комплексу фізичних методів дослідження та вивчення властивостей ψ-фази, утвореної в результаті лазерного легування.

На дифрактограмах, одержаних від сплаву, фіксувалися дифракційні максимуми від ґраток ікосаедричної квазікристалічної фази Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅ та інтерметалідів Al₅Fe₂, Cu₉Al₄. Металографічні ж дослідження показали наявність чотирьох структурних складових, що відрізнялися за кольором травлення, тобто рентгенографічно всі фази зафіксувати не виявилося можливим, що пов’язано, очевидно, з їх незначною кількістю.

Вимірювання мікротвердості показало середнє значення , що характерно для означеної фази.

Таким чином, встановлено, що ψ-фаза є присутньою у сплаві системи Al-Cu-Fе, з характерними для неї механічними та структурними властивостями.

Література

1. Адєєва Л.І, Борисова А.Л. Квазікристалічні сплави як новий перспективний матеріал для захисних покриттів //Фізика і хімія твердого тіла, 2002. – Т3, №3. - с. 454-465.

2. Марченко В.І. Об условиях устойчивости квазикристаллов. - М., 1991. - 317 с.

 

Крива Наталія

студентка V курсу фізичного факультету ЗНУ,

ст. викладач Багрійчук О.С.

МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕЗОПОРИСТИХ НАНОКОМПОЗИТІВ

НА ОСНОВІ КОБАЛЬТУ

Один з найважливіших напрямів сучасного матеріалознавства пов'язаний з проблемами отримання наноструктур із заданими характеристиками і створенням нових функціональних наноматеріалів на їх основі.

Для вирішення цієї проблеми широко застосовується підхід, пов'язаний з отриманням композитних наноматеріалів, тобто частинок, впроваджених в хімічно інертну матрицю. У багатьох випадках в якості такої матриці використовують різні пористі матеріали, розмір порожнин яких лежить в нанометровому діапазоні [1,2]. У ці пори можна впроваджувати різні з'єднання, а після хімічної модифікації отримувати частинки шуканого матеріалу, розмір і форма яких повторюють форму порожнин матриці. Стінки матриці запобігають агрегації наночастинок і захищають їх від дій зовнішнього середовища. Однією з перспективних матриць для отримання одновимірних наночасток є мезопорістий діоксид кремнію (SiO₂), що володіє впорядкованою гексагональною структурою відкритих циліндрових пор, діаметр яких можна варіювати від 2 до 50 нм [1-3]. Розвиток технологій отримання нанорозмірних матеріалів із середньою магнітною жорсткістю пов’язано з перспективами їхнього використання в якості елементів пам’яті із великою щільністю перпендикулярного запису інформації [3].

В роботі побудована фізична модель впорядкованого мезопористого композиту, що складається з нанонітей кобальту впроваджених в немагнітну матрицю з діоксиду кремнію (див. рис.1). Вісі легкого намагнічування та зовнішнє магнітне поле орієнтувалися вздовж координатної вісі z.

Рис. 1. Модель нанокомпозиту.

Магнітні властивості нанокомпозитів розраховувались шляхом чисельного інтегрування за часом інтегрально-диференційного рівняння Ландау-Ліфшиця [4-6] з періодичними граничними умовами вздовж координатних осей х та у:

. (1)

Ефективне магнітне поле в (1) визначається варіаційною похідною від функціоналу вільної енергії по намагніченості . В нашому випадку енергія являє собою суму енергій одновісної анізотропії, обмінної взаємодії, магнітостатичної взаємодії із власним та зовнішнім магнітними полями:

. (2)

При розрахунках магнітного гістерезису композитів варіювалися діаметр нм і довжина нм нанонітей та відстань нм між ними. Параметри гістерезисних кривих (коерцитивна сила ) представлені на рис. 2.

Рис. 2. Залежність H _c композитів від розмірів проміжків b між частинками: (а) – 5 нм, (б) ­ 10 нм, (в) – 15 нм.

В роботі виявлено розмірну залежність мод перемагнічування нанокомпозитів: когерентне обертання намагніченості в частинках довжиною 20≤ L ≤50 нм і діаметром 10≤ D ≤20 нм, виникнення 90^о-ної міждоменної стінки блохівського типу, що рухається по гелікоїдальній траєкторії навколо вісі симетрії частинок 20≤ D ≤50 нм та 80≤ L ≤200 нм.

Література

1. L. Zhang, S. Z. Qiao, Y. G. Jin, Z. G. Chen, H. C. Gu, G. Q. Lu Magnetic hollow spheres of periodic mesoporous organosilica and Fe₃O₄ nanocrystals: fabrication and structure control // Advanced Materials. – 2008. – V.20. – N4. – P.805-809.

2. A. A. Eliseev, LV. Kolesnik, A.V. Lukashin, Yu.D. Tretyakov Mesoporous systems for the preparation of ordered magnetic nanowire arrays // Advanced Engineering Materials. – 2005. – V.7. – N4. – P.213-217.

3. R.P. Cowburn, D.K. Koltsov, A.O. Adeyeye, M.E. Welland Designing nanostructured magnetic materials by symmetry//Europhys. Lett. – 1999. – V.48. – N.2. – P.221-227.

4. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц К теории дисперсии магнитной проницаемости ферромагнитных тел/Ландау Л.Д. Собрание трудов. Т. 1. – М.:Наука, 1969. – С. 128-143.

5. Браун У. Ф. Микромагнетизм. М.: Наука, 1979. – 160 с.

6. Усов Н.А. Микромагнетизм мелких ферромагнитных частиц, наноструктур и аморфных проводов. Дисс. докт. ф.-м. наук Троицк: Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований, 2000. – 253 с.

 

Крюкова Л.В.

магістр фізичного факультету ЗНУ

Наук. кер.: Синьоокий В.М.