Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Влияние низкотемпературной обработки на магнитные свойства соединения Sm(Co, Cu, Fe)5

Е.М. Семенова1, М.Б. Ляхова1, Д.В. Иванов1, Ю.В. Кузнецова1, Д.Ю. Карпенков2, А.И. Иванова1, А.Ю. Карпенков1, А.И. Синкевич1, А.С. Антонов1,3, Н.Ю. Сдобняков1

1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
2 ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
3 ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»

DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.149

Оригинальная статья

Аннотация: Представлены результаты исследования микро-, нано- и магнитной доменной структуры сплавов Sm(Co0,45, Cu0,40, Fe0,15)5 после выплавки и термических обработок. Показано, что гомогенизация и последующий низкотемпературный отжиг при 400°С позволяют сформировать микроскопически гомогенную структуру с наноразмерными неоднородностями по составу. Такая структура позволяет реализовать коэрцитивную силу HcI до 32 кЭ на литых образцах. Температурные зависимости коэрцитивной силы и остаточной намагниченности образцов в диапазоне от 300 до 700 К имеют линейно убывающий характер. Показано, что наноструктуре сплава с наибольшей HcI соответствует фрактальная размерность Df-n ~ 2,3.

Ключевые слова: Sm(Co0,45, Cu0,40, Fe0,15)5 , коэрцитивная сила, наноструктура, доменная структура, фрактальная размерность

  • Семенова Елена Михайловна – к.ф.-м.н., доцент кафедры физики конденсированного состояния ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Ляхова Марина Борисовна – к.ф.-м.н., доцент кафедры физики конденсированного состояния ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Иванов Дмитрий Викторович – аспирант кафедры общей физики ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Кузнецова Юлия Васильевна – к.ф.-м.н., доцент кафедры физики конденсированного состояния ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Карпенков Дмитрий Юрьевич – к.ф.-м.н., старший научный сотрудник ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
  • Иванова Александра Ивановна – к.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной физики ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Карпенков Алексей Юрьевич – к.ф.-м.н., доцент кафедры физики конденсированного состояния ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Синкевич Артем Игоревич – студент 2 курса магистратуры кафедры физики конденсированного состояния ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Антонов Александр Сергеевич – к.ф.-м.н., научный сотрудник ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет», старший преподаватель ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»
  • Сдобняков Николай Юрьевич – к.ф.-м.н., доцент кафедры общей физики ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Ссылка на статью:

Семенова, Е.М. Влияние низкотемпературной обработки на магнитные свойства соединения Sm(Co, Cu, Fe)5 / Е.М. Семенова, М.Б. Ляхова, Д.В. Иванов, Ю.В. Кузнецова, Д.Ю. Карпенков, А.И. Иванова, А.Ю. Карпенков, А.И. Синкевич, А.С. Антонов, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2020. — Вып. 12. — С. 149-161. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.149.

Полный текст: download PDF file

Библиографический список:

1. Hirosawa, S. Perspectives for high-performance permanent magnets: applications, coercivity, and new materials / S. Hirosawa, M. Nishino, S. Miyashita // Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology. – 2017. – V. 8. – № 1. – Art. № 013002. – 12 p. DOI: 10.1088/2043-6254/aa597c.
2. Zhao, G.P. Coercivity mechanisms in nanostructured permanent magnets / G.P. Zhao, L. Zhao, L.C. Shen, J. Zou, L. Qiu // Chinese Physics B. – 2019. – V. 28. – № 7. – P. 077505- 1-077505-13. DOI: 10.1088/1674-1056/28/7/077505.
3. Skomski, R. Domain-wall curvature and coercivity in pinning type Sm–Co magnets / R. Skomski // Journal of Applied Physics. – 1997. – V. 81. – I. 8. – P. 5627-5629. DOI: 10.1063/1.364620.
4. Fähnle, M. Theory of giant intrinsic magnetic hardness in pseudobinary rare-earth transition metal compounds / M. Fähnle, H. Oesterreicher // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 1983. –V. 38. – I. 3. – P. 331-335. DOI: 10.1016/0304-8853(83)90376- 1.
5. Givord, D. Coercivity analysis in Sm(Co,Cu,Fe,Zr)7–8 magnets / D. Givord, M.F. Rossignol, D.W. Taylor, A.E .Ray // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 1992. – V. 104-107. – Part 2. – P. 1126-1128. DOI: 10.1016/0304-8853(92)90517-R.
6. Gabay, A.M. Magnetic states and structural transformations in Sm(Co,Cu)5 and Sm(Co,Fe,Cu)5 permanent magnets / A.M. Gabay, P. Larson, I.I. Mazin, G.C. Hadjipanayis // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2005. – V. 38. – № 9. – P. 1337-1341. DOI: 10.1088/0022-3727/38/9/002.
7. Senno, H. Coercive force of new Cu– substituted samarium cobalt alloys / H. Senno, Y. Tawara, E. Hirota // Applied Physics Letters. – 1976. – V. 29. – I. 8. – P. 514-516. DOI: 10.1063/1.89149.
8. Кузнецова, Ю.В. Анализ рельефа поверхности монокристаллов сплавов Sm(Co,Cu)5 методами атомно-силовой микроскопии / Ю.В. Кузнецова, Н.П. Супонев, О.Б. Дегтева, Э.Л. Айриян // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2012. – Вып. 4. – С. 143-146.
9. Дегтева, О.Б. Магнитные свойства спеченных гетерогенных композиций на основе сплавов 3d– и 4 f– переходных металлов / О.Б. Дегтева, Е.М. Семенова, М.Б. Ляхова, Ю.В. Кузнецова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2017. – Вып. 9. – С. 169-176. DOI: 10.26456/pcascnn/2017.9.169.
10. Li, J.M. Image-based fractal description of microstructures / J.M. Li, Li Lü, M.O. Lai, B. Ralph. – Norwell Massachusetts USA: Kluwer Academic Publishers, 2010. – 285 p.
11. Комогорцев, С.В. Влияние фрактальной размерности на кривую намагничивания обменно-связанного кластера магнитных наночастиц / С.В. Комогорцев, Р.С. Исхаков, В.А. Фельк // Журнал экспериментально и теоретической физики. – 2019. – Т. 155. – Вып. 5. – C. 886-893. DOI: 10.1134/S0044451019050122.
12. Ролдугин, В.И. Фрактальные структуры в дисперсных системах / В.И. Ролдугин // Успехи химии. – 2003. – Т. 72. – Вып. 10. – С. 931-959. DOI: 10.1070/RC2003v072n10ABEH000805.
13. Кем, А.Ю. Фрактальная структура и свойства магнитомягкого порошкового материала системы легирования Fe–P / А.Ю. Кем // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2017. – Т. 83. – № 12. – P. 29-33. DOI: 10.26896/1028-6861-2017-83-12-29-33.
14. Han, B.-S. Fractal study of magnetic domain patterns / B.-S. Han, D. Li, D.-J. Zheng, Y. Zhou // Physical Review B. – 2002. – V. 66. – I. 1. – Art. № 014433. – 5 p. DOI: 10.1103/PhysRevB.66.014433.
15. Лисовский, Ф.В. Термодинамически устойчивые фракталоподобные доменные структуры в магнитных пленках / Ф.В. Лисовский, Л.И. Лукашенко, Е.Г. Мансветова // Письма в ЖЭТФ. – 2004. – Т. 79. – Вып. 7-8. – С. 432-435.
16. Image Analysis P9. Справочное руководство. – М.: NT-MDT SI, 2019. – 582 c.
17. Иванов, Д.В. Фрактальные свойства наноразмерных пленок никеля и хрома / Д.В. Иванов, А.С. Антонов, Н.Ю. Сдобняков и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – Вып. 11. – С. 138-152. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.138.
18. Белко, А.В. Фрактальная структура кластеров золота, образованных при осаждении в вакууме на диэлектрические подложки / А.В. Белко, А.В. Никитин, Н.Д. Стрекаль, А.Е. Герман // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2009. – № 5. – С. 11-15.
19. Сдобняков, Н.Ю. Морфологические характеристики и фрактальный анализ еталлических пленок на диэлектрических поверхностях: монография / Н.Ю. Сдобняков, А.С. Антонов, Д.В. Иванов. – Тверь: Тверской государственный университет, 2019. – 168 с.