Магнитные свойства и процессы перемагничивания сплавов Sm-Gd-Zr-Co-Cu-Fe
П.А. Ракунов, М.Б. Ляхова, Е.М. Семенова, А.Ю. Карпенков
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.258
Оригинальная статья
Аннотация: В настоящей работе представлены результаты экспериментальных исследований магнитных свойств и процессов перемагничивания серии сплавов Sm–Gd–Zr–Co–Cu–Fe. Исследуемые образцы были подвергнуты термическим обработкам по специальным режимам, что позволило добиться формирования определенной наноструктуры, влияющей на гистерезисные свойства материала ипозволяющей достичь высококоэрцитивного состояния. По данным магнитных измерений, выполненных методом вибрационного магнитометра, построены петли гистерезиса, зависимости намагниченности насыщения, коэрцитивной силы от химического состава, определены величины температурного коэффициента изменения намагниченности в зависимости от относительного содержания Sm и Gd. Показано, что замещение части атомов самария на атомы гадолиния увеличивает роль механизма необратимого вращения вектора спонтанной намагниченности в процессе перемагничивания образцов. Применение исследуемых образцов в различных устройствах предъявляет повышенные требования к стабильности их магнитных свойств при высоких температурах. Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что наибольшей коэрцитивной силой обладают соединения с содержанием гадолиния x=0,5, наилучшей температурной стабильностью обладают соединения с концентрацией гадолиния в диапазоне х=0,5-0,6.
Ключевые слова: редкоземельные интерметаллиды, магнитотвердые материалы, гистерезис, коэрцитивная сила, намагниченность, процессы перемагничивания
- Ракунов Павел Андреевич – аспирант 3 года обучения, ассистент кафедры физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Ляхова Марина Борисовна – к.ф.-м.н., доцент, старший научный сотрудник, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Семенова Елена Михайловна – к.ф.-м.н., доцент кафедры физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Карпенков Алексей Юрьевич – к.ф.-м.н., доцент, заведующий кафедрой физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
Ссылка на статью:
Ракунов, П.А. Магнитные свойства и процессы перемагничивания сплавов Sm-Gd-Zr-Co-Cu-Fe / П.А. Ракунов, М.Б. Ляхова, Е.М. Семенова, А.Ю. Карпенков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 258-266. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.258.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Coey, J.M.D. Perspective and prospects for rare earth permanent magnets / J.M.D. Coey // Engineering. – 2020. – V. 6. – I. 2. – P. 119-131. DOI: 10.1016/j.eng.2018.11.034.
2. Jha, A.R. Rare earth materials: properties and applications / A.R. Jha. – Boca Raton, London, New York: CRC Press, 2014. – 371 p. DOI: 10.1201/b17045.
3. Liu, S. Sm–Co high-temperature permanent magnet materials / S. Liu // Chinese Physics B. – 2019. – V. 28. – I. 1. – P. 017501-1-017501-20. DOI: 10.1088/1674-1056/28/1/017501.
4. Golovnia, O.A. Hard magnetic properties and the features of nanostructure of high-temperature Sm-Co-Fe-Cu-Zr magnet with abnormal temperature dependence of coercivity / O.A. Golovnia, A.G. Popov, N.V. Mushnikov et al. // Nanomaterials. – 2023. – V. 13. – I. 13. – Art. №. 1899. – 14 p. DOI: 10.3390/nano13131899.
5. Duerrschnabel, M. Atomic structure and domain wall pinning in samarium-cobalt-based permanent magnets / M. Duerrschnabel, M. Yi, K. Uestuener et al. // Nature communications. – 2017. – V. 8. – I. 1. – Art. №. 54. – 7 p. DOI: 10.1038/s41467-017-00059-9.
6. Semenova, E.M. Micro- and nanostructures of RCoCuFeZr heterogeneous alloys with high temperature stability / E.M. Semenova, M.B. Lyakhova, A. Ivanova, M.N. Ulyanov // Materials Science Forum. – 2016. – V. 845. – P. 46-49. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.845.46.
7. Horiuchi, Y. Influence of intermediate-heat treatment on the structure and magnetic properties of iron-rich Sm(CoFeCuZr)z sintered magnets / Y. Horiuchi, M. Hagiwara, M. Endo, N. Sanada, S. Sakurada // Journal of Applied Physics. – 2015. – V. 117. – I. 17. – Art. №. 17C704. – 4 p. DOI: 10.1063/1.4906757.
8. Sepehri-Amin, H. Correlation of microchemistry of cell boundary phase and interface structure to the coercivity of Sm(Co0.784Fe0.100Cu0.088Zr0.028)7.19 sintered magnets / H. Sepehri-Amin, J. Thielsch, J. Fischbacher et al. // Acta Materialia. – 2017. – V. 126. – P. 1-10. DOI: 10.1016/j.actamat.2016.12.050.
9. Song, K. Revealing on metallurgical behavior of iron-rich Sm(Co0.65Fe0.26Cu0.07Zr0.02)7.8 sintered magnets / K. Song, W. Sun, H. Chen et al. // AIP Advances. – 2017. – V. 7. – I. 5. – Art. №. 056238. – 7 p. DOI: 10.1063/1.4978464.
10. Dormidontov, A.G. Structure of alloys for (Sm,Zr)(Co,Cu,Fe)z permanent magnets: first level of heterogeneity / A.G. Dormidontov, N.B. Kolchugina, N.A. Dormidontov, Yu.V. Milov // Materials. – 2020. – V. 13. – I. 17. – Art. №. 3893. – 18 p. DOI: 10.3390/ma13173893.
11. Jiang, C.B. Recent progress in high temperature permanent magnetic materials / C.B. Jiang, S.Z. An // Rare Metals. – 2013. – V. 32. – I. 5. – P. 431-440. DOI: 10.1007/s12598-013-0162-6.
12. Lyakhova, M.B. High-temperature behavior of hard magnetic alloys (R,Zr)(Co,Cu,Fe)z (R= Sm, Gd) / M.B. Lyakhova, E.M. Semenova, R.P. Ivanov // Metal Science and Heat Treatment. – 2015. – V. 56. – I. 11-12. – P. 602-608. DOI: 10.1007/s11041-015-9807-4.
13. Ляхова, М.Б. Структура и магнитные свойства сплавов (R,Zr)(Co,Cu, Fe)Z (R = Sm, Gd) / М.Б. Ляхова, Е.М. Семенова, П.А. Ракунов и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2023. – Вып. 15. – С. 169-177. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.169.
14. Semenova, E.M. Mechanisms of Magnetic Hysteresis in Heterogeneous Gd‒Zr‒Co‒Cu‒Fe Alloys / E.M. Semenova, M.B. Lyakhova, P.A. Rakunov, A.Yu. Karpenkov, Yu.V. Konyukhov // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. – 2024. – V. 88. – I. 5. – P. 802-808. DOI: 10.1134/S1062873824706639.