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

Особенности магнитной вязкости и процессов перемагничивания гетерогенного сплава Gd0,85Zr0,15(Co0,7Cu0,09Fe0,21)6,0

А.Ю. Карпенков, П.А. Ракунов, М.Б. Ляхова, Е.М. Семенова, Ю.Г. Пастушенков

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.077

Оригинальная статья

Аннотация: В настоящей работе представлены результаты экспериментальных исследований магнитных свойств и релаксационных процессов сплава Gd0,85Zr0,15(Co0,7Cu0,09Fe0,21)6,0. Исследуемый образец был подвергнут термическим обработкам по специальному режиму, что позволило добиться формирования наноструктуры, влияющей на гистерезисные свойства материала и позволяющей достичь высококоэрцитивного состояния. По данным магнитных измерений при разных температурах, выполненных на вибрационном магнитометре, определены критические рабочие температуры исследуемого материала. Обнаружено, что термоциклирование образца в диапазоне от 22°С до 400°С не приводит к изменениям его магнитных свойств при комнатной температуре. Проведенные исследования эффектов магнитной вязкости позволяют сделать вывод о том, что релаксационные процессы в сплавах Gd-Zr-Co-Cu-Fe обусловлена в первую очередь термоактивируемым преодолением доменными границами энергетических барьеров, создаваемых благодаря их сложной наноструктуре. Метастабильные состояния доменной структуры вблизи барьеров и их медленное «высвобождение» под действием тепловых флуктуаций приводят к наблюдаемому медленному изменению намагниченности во времени после изменения внешнего магнитного поля и/или температуры.

Ключевые слова: редкоземельные интерметаллиды, магнитотвердые материалы, гистерезис, коэрцитивная сила, намагниченность, процессы перемагничивания, магнитная вязкость

  • Карпенков Алексей Юрьевич – к.ф.-м.н., доцент, заведующей кафедрой физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Ракунов Павел Андреевич – аспирант 4 года обучения, ассистент кафедры физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Ляхова Марина Борисовна – к.ф.-м.н., доцент, старший научный сотрудник Управления научных исследований, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Семенова Елена Михайловна – к.ф.-м.н., доцент кафедры физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Пастушенков Юрий Григорьевич – д.ф.-м.н., профессор кафедры физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Ссылка для цитирования:

Карпенков, А.Ю. Особенности магнитной вязкости и процессов перемагничивания гетерогенного сплава Gd0,85Zr0,15(Co0,7Cu0,09Fe0,21)6,0 / А.Ю. Карпенков, П.А. Ракунов, М.Б. Ляхова, Е.М. Семенова, Ю.Г. Пастушенков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 077-091. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.077. ⎘

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Müller, K.-H. Magnetic viscosity. Encyclopedia of materials: science and technology / K.-H. Müller; ed. by K.H. Buschow, R.W. Cahn, M.C. Flemings et al. – 2nd ed. Elsevier Ltd, 2001. – P. 4997-5004. DOI: 10.1016/B0-08-043152-6/00869-X.
2. Serletis, C. On the measurement of magnetic viscosity / C. Serletis, K. G. Efthimiadis // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2012. – V. 324. – I. 16. – P. 2547-2552. DOI: 10.1016/j.jmmm.2012.03.042.
3. Wang, J. The magnetization behavior and magnetic viscosity of Sm(Co, Fe, Cu, Zr)z ribbons with different temperature dependence of coercivity / J. Wang, R. Chen, C. Rong et al. // Journal of Applied Physics. – 2010. – V. 107. – I. 9. – Art. №. 09A707. – 3 p. DOI: 10.1063/1.3334540.
4. Volegov, A.S. Magnetic viscosity of L10 structured Mn-Ga and Mn-Al alloys / A.S. Volegov, K.H. Müller, F. Bittner et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2017. – V. 441. – P. 750-756. DOI: 10.1016/j.jmmm.2017.06.087.
5. 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.
6. Jha, A.R. Rare earth materials: properties and applications / A.R. Jha. – Boca Raton, London, New York: CRC Press, 2014. – 371 p.
7. 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.
8. Liu, J.P. Nanoscale magnetic materials and applications / J. P. Liu, E. Fullerton, O. Gutfleisch, D.J. Sellmyer. – Dordrecht, Heidelberg, London, New York: Springer, 2009. – 731 p. DOI: 10.1007/978-0-387-85600-1.
9. Zhang, W.Y. Beneficial effect of Gd substitution on magnetic properties of magnetically anisotropic SmCo5 ribbons / W.Y. Zhang, B.G. Shen, Z.H. Cheng et al. // Applied Physics Letters. – 2001. – V. 79. – I. 12. – P. 1843-1845. DOI: 10.1063/1.1401789.
10. Huang, J.Y. 2:17-type SmCo permanent magnets with controllable remanence temperature coefficients via substitution of heavy rare earth elements / J.Y. Huang, S.L. Zuo, Q. Zhang et al. // Journal of Applied Physics. – 2024. – V. 43. – I. 8. – P. 3990-3996. DOI: 10.1007/s12598-024-02778-7.
11. Rong, C.B. Positive temperature coefficients of remanence and coercivity in precipitation-hardened Gd-Co-Fe-Cu-Zr alloys // C. B. Rong, J. Zhang, H. W. Zhang et al. // Journal of magnetism and magnetic materials. – 2004. – V. 279. – I. 2-3. – P. 143-148. DOI: 10.1016/j.jmmm.2004.01.077.
12. Hadjipanayis, G.C. High temperature 2:17 magnets: relationship of magnetic properties to microstructure and processing. / G. C. Hadjipanayis, W. Tang, Y. Zhang et al. // IEEE Transactions on Magnetics. – 2000. – V. 36. – I. 5. – P. 3382-3387. DOI: 10.1109/20.908808.
13. Liu, J.F. Abnormal temperature dependence of intrinsic coercivity in Sm(Co, Fe, Cu, Zr)z powder materials. / J. F. Liu, T. Chui, D. Dimitrov, G. C. Hadjipanayis // Applied Physics Letters. – 1998. – V. 73. – I. 20. – P. 3007-3009. DOI: 10.1063/1.122659.
14. Goll, D. Melt-spun precipitation-hardened Sm2(Co,Cu, Fe, Zr)17 magnets with abnormal temperature dependence of coercivity / D. Goll, I. Kleinschroth, W. Sigle, H. Kronmüller // Applied Physics Letters. – 2000. – V. 76. – I. 8. – P. 1054-1056. DOI: 10.1063/1.125936.
15. Lui, S. Abnomal temperature dependence of intrincic coercivity in sintered Sm-Co-based permenent magnets / S. Lui, J. Yang, G. Doyle et al. // Journal of Applied Physics. – 2000. – V. 87. – I. 9. – P. 6728-6730. DOI: 10.1063/1.372822.
16. Semenova, E.M. Mechanisms of magnetic hysteresis in heterogeneous Gd-Zr-Co-Cu-Fe alloys / E.M. Semenova, M.B. Lyakhova, P.A. Rakunov et al. // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. – 2024. – V. 88. – I. 5. – P. 802-808. DOI: 10.1134/S1062873824706639.
17. 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.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒