Сосуществование ферромагнитных и антиферомагнитных состояний в сплавах системе Fea-xMnxAs тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

MIHICTEPCTBO ОСЕНИ УКРА1Ш ДОНЕЦЬКШ ДЕРЖАВНШ УН1ВЕРСИТЕТ

На правах рукопису

Хапагаж. Опена АццрНвна

Сш.в1снування ферр! ыагт тних та гштафе рсмагнт тижс стан! в в сплавах систггми Fo^Mn^Ps

Ol. 04.07. -ф1зика твердого Tijra

АВТОРЕФЕРАТ дасертацП на одержання вченого ступеня кандидата ф1зико-математияних наук

Доиецьк - 1995

Роботу ишюаало в Доиедькому ф1зико~техшчиому ¡негитут! дм.О. О. Галкша НАН Украпта

Диссртацдеэт е рукопис Наукой! коровники

"дл.-корр. ПАИ 'Украдни д. ф,-м.н, професор КАЛавадський

доктор «¡лз.-идт. наук , гсед. наук. сп!»робтшк £ХБАЛЫ«№

ОфщШт оЕВиг!»

достор «»т. анук: профег.ор

СТЬСтефашгсышк

кандидат фЬ.-ыат. наук В ,Д.8а6лоп,ыщ й

Ведуча оргашзад(ш

Харькшеышй доргкавний ушж>рситст ДМ.ОЖГорЬКОГО

Захист ввдбудегьея "О" грудня 1995 року у 15 годик на засщанМ сиещэлшовашю! ради К Ofi.03.G3. при Допсцьовдгу держанному

уншеремте'й (340055, Донецьк, Бул. Ушверситетська 24, ДонДУ, корпус N 4, иуд. 322) •

3 дисертащею можна ознайомитисъ у паукошй бЮдютещ ДонДУ.

Автореферат роз1слано "2" листопада 1995 р.

Вчений еекретар спощалкювано! ради К 06.06.03.

кандидат фгзико-математичних паук А.£.Зюбанов

• Загальна ггрзктеристикп рпботн Актуальтсть темп. У 70-?; роках була залрптотават i найула роз витку Teopia флуктуащ! локально"! сгйтовгл. густини (ТФ11СП "ij, яка делаЕ педол1ки теорП Стонера i успгшко використову-еться зараз дли hkíckoí , а у випадку ма.птетик1в з найпроетЗ,-uiüio nai'aiTHO» структурою« Фс?ромагпгг-тзм аба щюптий шаховий ангаф&рс-магнетазм, такс® i к1лък3.ош1 оципш ркспсри&вттадь-titix дагагк, Можливо,. ¡¡'о роз виток i. погляотктагя ТФЛСГ дозволить через деянйй nao розробтсги сдину Tonpis) магштизиу. Тому И yaaivuibiRuiEi из. сида маratтоупорядтспеал 3 г,иптм.ш, спроса з иоойцд й wpix ФНОГ npnarani зужтгп млгпЗ тнЗ ^svjorí пер&зилп i: д>чсить тшживою i. :жгу сбытою ялдрп»-« пучдоипго магимтявиу.

У оучааи ft t(tl!ffiii,i мзгШ пягх явщ Taiioiü дожить . нхтуаныи •чадтаа - вяв^епмч m :m;uñ:¡ <(о'зпит и"реходЗв, лк1 тлдг^иом

чИОТОМИ 1J.J. r'.iáíny :;>":Г;Ш ffiUt-''Г УМОЙ í 3MI П<"ЖИЙ. U;í;¡! IVlJcLT'/ p'/í, ГХил^У.

шквадетш мдпатпот'п паял 3. т. д.), а. це мал; пу тЗ. пт-.ni иауко-Ж, ЗЛП И ЩИЮТРИВД ГЯЭЛйШИ, До ТОГО Я, рЗУЙШШйТПИЛ'Ь МУГ-KÍTiiKX структур \фШЗДДЯТЬ ДО ТЧКХк. ситуаций, у ;П,ГИХ

,-а яг;тшптт,г,я нов1 особнявоотЗ. та нов i. м<;;<;лй:гми wanil чтяп-: ¡ííí->.1е;и:>д1 в. 3 цзсп точки пору, осойливо uiitaei иероходи типу порядок. - порядок. Як п1домо. до оошвках тшпв lunúroyro-рядковздак фаз ni дпппятьоя феромаги1тнц. а1аа1фуромагтше упорядкування та т-едн кпЗ далып птруктущ. У tiswiuíüus»- тг-и-1йях мапиутизму кгшйктив! зованих електротв розгяянзшть пирэ-*пди типу порядок • о&зладдч i враговуоть тедшдтпм) icy tí яь-iüi одного i! тип1в ударядкуваши. Можлшяоть i:i стгяепувашы arto переходи м1ж ними, тобто переходы типу порядок - порядок буш atio виоиченням, аба ишагапи сгацнф1чшх умов, Але рг»з-виток Teopi'i cniiioBiix флуктуац!й дав тдстави дня вивчйння питань про ствЗонування феро - антиферомагн1тних фаз» тобто приоутшсть у pibhobashomy станЗ. речовипи двох bkmíрюваних параметр!в магттного порядку, як! не зв'язанЗ. з макроскоп1ч-ним розшлрувакням матер1алу.

У зв'язку з перел1чениш! проблемами, об'ектом наших до-сл1даень були вибран1 зал!зомарга1щев1 арсен1ди, як! в склад-ними шаруватти! магнетиками, зокрема система Fea__KMrixñs. Оо-новним станом назвакно! скстеми е фаза сп1в1спування феро -антиферомагштних мод i, при певних у5,ювах, для ну! влаотивЗ.

переходи з одю.61 магштоугорядлювано! отруктури •!< шну» тоб-то на приклад! цих спслучень можпиве винчвнкя мехаМзиу взаБ-модИ мода - мода.

Мета дослйдження. Головною метою ц1е! роботк б дослгд-жешта та анализ з позшдй ТФПСГ 1зоструктурш1Х фазовия шре-творень як першого, так 1 другого роду в зшнзомарганцевж арсенйдах з тетрагональною кристшйчншз граткою С38? вивчення новик метаотасялъних областей, одержали.;»; шляхом термобартчко! обробкд, у вхазаних опешучйнняж.

Осноин! шуков1 положении, що шшсятьеи на захист.

1. КпасифЛкац* я сгшавгв т№г;тнхшмитр1т»1ого склтзду систем« г с Кл,.«* з тетрагональною крнстам! чно» грашз» СЗЗ, якл >ид(.'»ивпс я гасну р1ишцкз у магп1 тних нплитивоотяг овдиучгеш,-

2,1К1П1Ш(.ИйН« 5Ы1ШШШ МЛППТМИЙ' Г;п:лиТйвииТь'к СШШ51!)

о'ас-'гш» Р-;., яяяхпм штучного пгаптиш дж&ектяостЗ.

" у. к ■

3. Ексшгрлшепталый доеаПджьшм та мод* «ыю зображситш иагн1тшх фааових дореход)« у сшшвах другого класу (а * кШ.

4. ХЦДУКУВЗШИ "ГфИХОГЛШХ" МКТПОТЭб! ЛЬШК CraH.1l: 13 спя-нучех-ших иеркого класу система Мя./и. як1 шнккають виао-л1док термобар1чно1 обробки <яшш1в. Моделш! зображенги за1н у мапнтнкг структурах п1сли обрпбкя» як1 водутъ до зьйм магМтнюс влгастивостей сплав1в у сплавах першого та другого 1слас1и,

йаукова новизна дисертзцгииоз. робота.

Проведена умовна класиф1кац1я трикоытюшптпик ошаМв гс м«хйь по параметру теючмйометрН ■-», якв я1доивап як. 1 сну р! знкцкз у викчакыия отлучениях.

Дослйджеда та проаналц.човшго вгишв нестеюометр!! на магн! тн1 та кристапограф1чн1 в.пастивост1 сплав1в первого ш-су г 12 Но 41.7 £ а ^ £.33).

£2.— Л Л.

В сплавах другого класу реа_хм,г,хЯ41 (1 •а £ х.у> выявлений 1 дослпджений ран1ше не спостер1гаЕМИй низькотемпера-турнкй каскад ыагттних фазових перетворень типу порядок -порядок. Запропонована феноменолог!чна модель вквчаемих переходов, яка враховуе взаемод1ю магттнкх мод р1зно! симетрП.

Досл1джено вппив надвксокого таску та загартування на с плави першого та другого клас1в трикомпонентно! системи (Геа_хМг,хйь- Виявлено нов] М8тастаб1льн1 стани ъ сплавах пер-

шого клаоу (при а=2, язЯ), особлив!стю яких в аномально велика намагтченгсть,. а такпж зникнення низькотемпяратурнпго переходу порядок - порядок у сплава* другого клзсу. Проведено анал1з 3MÎHII магн1тних структур у вказазтих ^получениях п!д вшшвом тг*рмобар1чно1 обробки.

Пашкова та тфакткчна ц1ш1оть робот. Одержана експяри-монгальи1 ргэтультяти ричшндаоть уяву» а тяихвк даетть додаткову пзформацзю про фзяовг перетворнння у зал] зомаргащевих зроа-н!д::ш робштт.. тавяопк у виргэення пробпйми опису пер«ход1в хю]'«цок - порядок о повиц1й п'орп. nniB5 <;нування феро - аттти-•ii01"0MarH5 Ttmx под у мапйтгат'я: Mrrropl ала* n стыдном шару ватою 1 'ТРУКТУГ» .<>•'!.

') иуяктачноТ то,!1Щ -.юру, пдгфулта 1<г:-:увт.татн дс-зволгдать гюзроблятя чапШ*ш1. матер1 ш s удапаъшшядем пог-

¿йОНГШ? iiï!.iOT'inûOT..i№<< (Д;-ГГЧ№Ш W'i&UVIWi !;.';Г.'//у 1 ч4„ t-HHUM lia'niiTOCTpniTopM tu iif. )

Ащ-обащя jxjôotjï. CtonoBlîl птиккспняг дагвутац! йшТ роботи дотиюдашсь та обги воровались на m н)яна1*1днпиу шукпоому oetttmpi un ф1йиц! магахтнзх яплщ сдодаци^ 15Ш) та va м1я-народюдау наукгшому сем1.нар1 но ф1зиц1 магттних >тивщ ( Дглкдьк, 1994).

îlydjtKimii. Осиот-ri положения дкгаргацН нлдгуковапп у В роботах, отшсок яких наведено у кгщ! рп^грзту.

Структура. I об* см роботя. Диссртащя игсладикться 1з уступу, хгятн гзиб, mîciiorociii та описка гикори ¡т«п> Л н1тнра-туря. Роботу В1жпзл/пю на 1.27 отор1шсазс. Boita мая ?Л. малтягок 3 табпщ!. Список Мторатури свладдетььн а е? каймонувэяь.

Опобиото Хапапюк_Е^А._ -було прояноал!зовано л1тературш. дат, щодо вивчаемо! проблематики s

-прийнято зктивну участь у виробц! задач досШдження та шти-xiB Ix виконэння;

■-виготоЕлено cepi'i зразк1в твердих !зоотрук.турних розчин1в скстеми Fe Mrvfis нестех!ометричного складу?

¿¿""A ix.

-проведено комплексна ексшрименталън1 досл!дження сплав! в пертого'та другого клас1в в статичних та !мгг/льонкх маттатних

полях;

-запропоноваш пояснения одержаних результат! в» розрахована

феноменолог!чна модель магттних фазових переход! в для стиха--в1в другого класу;

-гадготовлено до друку майже ус1 публпшцП.

Об'ектами додл!дження стали тверд! 1зоструктурн1 розчини системи Рсновн! методи доол!джйнря: ваговий та

В1брац1йний методи вям! рювання намагн!ченност1 у птаткчних магттних полях, 1ндукцп1на методика вим!равань у Нгаупьсних магнггних полях, рентгенострухтурний анапгз

Осковний змхет роботи

Перша глава щяювячена тшклздоиш освовниу теорЗ й маг • нетмзму дни пров1дншг ыагаетик!в: теорП йопмпгп мзта'паму •га фяуктуащйшй теорИ, а також огляду найгошттИ вша оксдо-римеыгапьних резупьтат!в» одержашх за пявний чао гаувоодош. як! вивчаж тверд! егшави сиотеми «ю

Загалыювживаною 1 широко виЕориетияуимо» мидадшо дня ошеу магттних властивостей «*-метан1т» та оилав1л! на хх оино-в1 е зониа теор1я магнетизму. У робот! дозгзидюоя один а випздкав, коли можвиве використанш слабого зонного магштиз-му Вольфарта Е£?з, тобто випадок коли розщэппвння тдзон, а значить 1 намагтчеш сть в мапими параметрами, 1 тцвд. терш-дикзМчний потенщал г{м) роэклэдаеться у ряд ш стушням Проведено загальний акатз умов викитдаегата фазових иеретво-ренъ та роду переход!.в. Оказан! недол1ки такого шдходу та обмеженхеть його використання при кЛнцевия температурах, а також обгрунтована необх!дюсть врзхувйхпк флуктуащ й с 1и ново! густини у вираз1 для в!льно! ешргП.. яти в дидатковш джерелом темлературно! залккност! юоеф1ц1еит1в розкладенни у термодшвшчному потещ!ал1.

У зв'язку з цим, коротко - на як!сному р! вт - викладено теорш флуктуац!й локально! сп1ново! густини, яка найб!льш адекватно в!дтворюе екешриментапьнх маттатш. фазов1 перетво-рення у бивчзбм!й систем!.

У наступних розд!лах. як уже було згадано, викладет експеркмектаяьн! досл!дження, щр стосуються сплав!в системи Реа_кмпхй5 з тетрагональною кристатпчною граткою СЗЗ. Особли-в!стю побудови вказанно! кристал1чно! гратки в наявнхеть двох

неекв1валентш1х позицШ для ioniu d-мотатв -• октаедричних та тетраедричних, у яких навгть для однакових ïohIb величина иагн1тних момент1в р1зн1. Найбьчыи доскотапо були вивчен! магнггн! та кристагюграф1чн! влаотивост! гран!чних спшхучень, а еаме гврПз, мп^пз, кемпм») шйтуошграф!я дозволила визна-wra тип магя!тш1 структура та величину мпп-ïi тиия момент! в зая1за та маргащю у" р!зшх птицшя; для вяаддетяваних спяав!'«.

Низькптемгюратурний перех1д тииу цирядок - порядок з airr№{«i»JMarHlTnnro до фергматттного стану, який f3y.no знайде-по на поттайнах оплатите пястями мп,*"' ! неможпино було шаетств s позиций Umftpoidwöl модем Einem сгз, тташнне ушу лшшя щкавиглч у ексиерюсптг>тор!в. Hnoaoi.K'i ичиш., яроиодячч ньоойау^ретх-тлй доел1дгк>т.т па Isoïoiwï. ''"Vin »npo-в 'ттраодт^пп нЬквузвмгет, одМиоувашг ¡ ¡'(лггайи-шд10но виникйшу fil-ля тшператури подходу Т » №р!одачну компоненту, тобто танжче температуры фздовпти пе.р>.-'п!0рйяня i е-нув ше дь'1 5сошошнти> пост1иш f a\mi>JtepoMarni тягО та пн-ргодична Iфууомагв1 тга) Це явилось прямим гйдтвкрдаенням того, щз низыштемпоратурна фаза - фаза оМкггпуканья. яку чахла ролглядатя. як кутпву структуру никликану oui ni î.iîyuaiîiîiiM феро - атгшферомапиткзму на м!крос-кспЗ чному plciii.

Вхгсченкя вштву г!дроптзткчного та одиоосьоюго тиск!в, а також вшгаву 1мпульсного магн!тного поля на фазов! переходи порядок - порядок у ьвдвнзяваиЗй систем!, п1дтвурд!кус допущения про .-питаний куговий отан низькотемператущо1 маттто-ушрядковано! фази. Температура переходу Т^ s niHitoioso фукк-ц1б» у межах дооМджених тиск!в tri г /dp » î&.a К/кбар для

х=о.уэ та dr /dp « -16. э к/кбар для я-о.о); одноосьове отио-1

кувзяня уздовж тетрагонально! ос! с - деетаб1л1зуший фактор, а перпендикулярно !й, навпаки. фактор стаб!л!зац!! вказанно! фази! Вплив i мпуль оного матттного поля напружешйстю до 5R0 кЕ веде до виникнення- нового метамагттного переходу у Ft?0 7iM"x ^Э05 та Fe0 Б5Мг,1 3Fi0s- при намагн!ченн!стъ

зб!льшувться Maitee у два рази.

У друг!й глав! дисертзщйно! робота вгашадеп! осповн! методики витрговань, як1 викориотовувались для вивчення одер-жашх нами матер!ал!в, а також один !з метод!в порошково"!

а,

метапургП за допшогою якого готуваяись аразки вивчаемо! системи. Зразки являли собою кристатти з вкдоленою шквднюю тетрагонального базису. Майже всо методики вим1рювань були розроблен! у вгддгтп магнз.тних властивостей твердого тыщ. Донедького ФТ1 НАН Украони.

В31'овий_ыетод.^ Методика оиюьуетьоя на. шййрисанн1 сшхи. яхш д1в на зразок у неоднородному маттатному поза. На. тию з мапйтшм моментом М у пот. тдрукентотв Н, яка ощзямогаш штодовж ооо 2, д!е сила

па <с1Н/02

пйлтеччШш I- вхшга «¿н/и*, а такса: тсу здаода ¡-- ро:-;ра -яовустьпя абсолютна зшченш ц-шаттйчсглост! <•» За дшомипэи цьито ««году ыокма одеркуватк температур::;! зшмивхт! (Т « 4-2 К - ЗаО 10 та катеждастЗ кхд подл ( У и 0 10 кЮ,

ВШ.13Ц1г>шй мйтпя- Дослхдаення и.чпи тш-ис хауык гиршлчис I Ы, а-) схюдучйнь у виоокотьмлсратуриому онтервая! (ыад? 400 Ю и ши'пйних тпйптх полях. а також ввтевля ыаашу Пдро-статичхюгх» тиоку на характериетачт параметра були проьцдехй па магнчтометр! з в1бруючиш котушками- Основою цього методу к явищэ хндукцГо Фа радея- Точковий магаотпий момент нороджуе ыагхйтне поле запежне Ыд в1дстахй.- Коля! в1дстань м1к котуш-кою та. зрздком зм1ноетъся, у котутц! вхгаикас е-д* с- прохюрц!-йиа иагнЗтному моменту зразка- Пошшка витрввань не перета-щуе 2 ■>•.

Тнцука1йний мятпд вшщовань у.^тадша» магш тгжк полях.-Для досл1двень шльопяк запезшостей намапиченцпсто в оалъшх мага1тних полях викприптовуваяась установка, яка стьорш си-лыа мзгнггш, 1юля- Дя методика дозволяв робити вимЦзювання в интервал! температур в!д 4.2 К до 400 К, а амплотуда пола при цьому ноже досягати 500 кЕ- Вппив сильного мапйткого поля може бути т1льки короткочаснкм. тому з.онуе можлив1сть одержа-ти досить велика амштутуди пол1в без остотного нагровання з разка тцд час робочого циклу.

Третя глава праовячена досл1дженню властивостей сплавов система кестех!ометричного складу, тобто сплав!в,

у яких а<г або а>£- Цо схюлучення, залишаючись у матштному в1дношенш. низькотемпературними кутовими фер1магнетиками з тоЕЮ ж тетрагональною кристал1чною граткою С38, мають значку

р1зници по якгсним характеристикам. До цього часу, по результатам експ&риментальних досМджень вкззэиих опопучепь, одержано багато MaTspiany. кие В1дсутня будь яка систематизацгя та штерпретащя впливу нестех!омотрП. на утворення дефект1в кристэтчно! структура, а, вгднпв!дно, ! П впливу на мапйт-м1 влаотивос-Ti вивчасмих матер1ап1в.

Сшиют иестех!ометр!а'-того складу булл 1»зд!лон! пода на дьа класи за параметром нестозйометрП «, що в.гдоикав ш плыш к1льЕ1сну, зле i як1 сну р1.атщю Mis ними-

До nepmoro хитаеу буш Мднеомй снонучеш-ш з %.■? ¿ а < г:. У цмж сплава:: мае mí гцй -гака лшийдотй агь мипйтнтог фэпови?, iiepf/TBopsnr, пря зтшятп! томшратуряг т.рамогпптиг>м -.•пгч'г >iÍ:•:í.Í» ti-' i - форйшта^гизм,

У сшшйк другого Kíjac.y.. тобто y i.-tomais a n « ft

lí'i МДШНУ ¡ПД )1ñ]«iO)'Of r.3 nny-'ViïT ТЩСОитЧ^ГЛРаТУГ« íiarHiTHa фаза- Тнэтсп* кожу-ад. при аншкшй. тсмпг^ратури irncnl-довщ сть ш1«яод! в тока г парамагнетизм - фяр1м.тт?ти;-!м.

У меток» з'яоуканкя картшпт формуваийя кристат wn структур® у HfíCTiXíioMerpi чнах спалучегш/га» прппедеип досайдяонпя uiiioro ряду сшив!«, кггетатя кощентрац» ш марганцю « = I.гл i pisHinî стут.нь концентрацП no üanisy. Ззлегкноелч pf-нтге-HoBCbKoï f.p ) i гйхпшетрэтно! (r> J густин як функц1и rapa-

г» il

метра neoTexioMRTpiï ка onl вшдашть Hi в ятисному ni в к1ль-íciсному в!дношенн1. До втсазув на те, що нэдм1рн1 гона aaiiisa ре можуть зшгодитьш усеред^й! <5лоиетггарно1 иш5 рта. Пай-Огльш вгрог.гдко, щр вони б даерелом утворення пзттх елемен-тарних KOMipoK з ыеншим об'вмом через в1дсупйсть гатемент!в у залишившихся позшцях. Тнакше кажучи. збз.льшення параметру а, розраховане з вагових навлзиж, не в1дпоЕ1дае формульному зо-браженню навить у випадку отегйометрП.

3 точки зору мапйтних властивостей, сплави першого кла-су збер!гають посл1довн!сть переход!в парамагнетизм - ангифе-ромагнетизм - кутовий фер1магнетизм, але мають piani значения характеристичних параметр!в (Т , Т .. , Доол!д?;о1жю мапйтних властивостей стюлук другого класу пржвячеш наступна глава.

У четверт!й глав! вивчамться фазов! перетворення у сплавах другого класу. Як уже згадувалосъ ран!ше, дня цих спла-

ю.

Мац, Т!гц1!?рату[йП пяи^жтг^-.ть иммагш чрнппг.тэ та млт) ччи >"»азойа ]-'■'!' (ни испп;--

рцмхрл/.аи«! щадощгишоь в г.т;;-т(1ЧН)">му магтттму йот, мю*

Мал '/. т'^иа^ату;«!

аатк-ктюот! иараиотргь мап II того порядку-, розрштозн!, зпдг£о ишсорютан1й модел! С ь-0). На ьеретйй в&таздд пршедеяа ¡га-рахункоьа 1-Р~д1аграш. Середня лгшя на д!аграм1 побудована по зм1щен!ш тонок, для залйжиоот1 1Кт) 1 вхдповгдаб експяримен-талыпк залежност1 Тм( Р) на

мал. I. На нижнп! вставц! фрагмент тумпературиих залэжностей параметр!в порядку дш в=-0. 05 {1а. 4а, 7а),

i 1,

Bin характерце зникнеиня високотешературно'З а1ггиферомагн1т но! ф:азл„ яке ми зв'язуемо з присутнЗста вакансии у тетраед-рячни мЗжкузловкнах. Нами був досМджений ряд оеибшвоетей притязавший цим сполукам; занропоиовака феномешлюЛчна модель для пояснения ексшриментальшх результат! в, яка базу-«ться на Здеях Т. Mopi я про взавмод!ю мод pirmot спмртрП.

Втачано оуло ол1;цу!гтЗ сгшавк и». «а,

«>- F.i » - 'Г>

гг. Rn ¡г.-» На катанку а можна бачити одержан! в статич-иаа поляк до Ш кК температура! залеажост! иамапАчешгаот!.

Manitwrt спр11!'Птат1п-н;ог/1'1, параметр!в кристалЗлш!" гуэтки, а тааж магпз тпу фазпву дьаграму (на ветаьци для одишчд •> ино-JiyiiiU!,, ВУДО ТЯИРК ПНВЧОЯО ВНИИВ !МПУИЬСП1ЧГ0 МЛГНГШОГО ноли !?/(. M.jrtj.1 TOyiiOpj-;.niC''.'!ifiHt фЬаЯ.

Л Xi.'i TJ.i ii у-Гг^ТДТ "f:i ОП:*]7Ж-'!!Н Д;ОТ! №1. ДЗ.И!№7 r;Hi"ilOaKV- "У > liO--v-'iгаэдад i-iaH!5 г:ага:ад натта топ* Ф'пома: май

тлку !if»aiiд> >T,Lilc ri.; нарампгнатяам - духовик фг-:рп магт '№М ■ '!'.;! Г 1 - К.у'Т01'.ВЙ фОрЗ.М.ИТПТНЙЙ ОТОП IT,

1 JjjT't модолу-кавщ аказаплого каскаду ин вт-птодгаи« а ф^но^а-nocorivro'i таори Морш та йплмЗ, агпдио яко! структуру куто-вог Фази у прогндному магштнку тюдати як оуп*гг»т?»!г!»|

пергодячпоз та однорЗднсЛ. тсомпоткпгг пропторпко гзаяетшто кзг-

til 'пют'о, мамонту Ми-)., ,-щ» да припускаемо втоид-ггигс пднпртдно! форомапп ттю! компокенти i двоя турхидччиил ¡щтифпрйыяпа шг кшпоткгит дня окгаодричног та т»п-райДрйчноз. ¡йдоиотем.

чппй потеши aji ат-т+ж в^асмодт rrwг twv.-rpo-п!в в бьзр-^агрши о?щпщяз. можна подати у штлядЗ птйпетгеш-

го ряду по трьох параметрам натттпого порядку, до п • , и

- и а ю - ю . Як М та ш кикориетовукмо нозвЗдн! пекторк ан-тиферомагштазму для октаедрапно! та т«тра«дричмог пгдытстсм. в1дпов1дко- М - Еектор фероиагнетизму. оиисуючий по пну номаг-HiieniCTB кристалоххмЗчног комлрки, яка включав обидвЗ п!д-скстеми-

"* + -V L

F = Г - - ЬМ + Е :viir" + Z -r-0 r,iai

гаг,-» '-1 а»-1

г г — s

-i- - W™ia ß Ь m 1-1 <i>

^ i=e ei

Перша сума i другая член сяхисують мапйтну поведххгку системи, яка 'припускай конденсацию тхльки феромагшткох моди та 1.1 шаеьедЦю о магттним полем п. до того ж h я Друга i трети сум и - BiJüHi euepri'i i зшхьешаши; октаедрнчно! та тетряодрач-нох гйдсистем, ятса вратсовуе Т2.лъки ахггафсромагнгптХ моди-1Гятиа член описув вмгизыпд! п ш.ж феро - аитифйрошппПтхвши

модами iocTainúñ - взаяшодш шггкфд роматахтш мод двох пхд-

-»

cacitítí- Брахуватсх магютнт шипотрот! - ь uu«ny®f>raü. щп ti -i

i. í"¡ SI ra

Оикгчрмптгяодещ то[.мэдхт-тз!.И'tumi ivmrminfi (i)., ш&дспх pluuara-w стану 5. на i& ocfioui посуда oaixi розрзхушсвд! дхагра-ш зооражен1 да малинку як1 каисаахим чином пгтасуить uituue-риментаныи граф! хги С мазь ¿) -

ATjauiriysm. coi данЬ Mo;sna зробити вионоьоя. про гайбЬгыв заляетП тНд песте?аометр1х коеф1ц1ента- Нам здастх>оя, щр ¡лд-х1д в!д а=2 но окладу перш за bcü bí дсйизактхля хм взиешдИ аяти-феромапй тдах компонент ыхя октаедричнш та. тхгтуайдричнов п1дсистемаш. тобто ыэличина и в1дбивав ступ!пь нестеххимет-

PÍ.1-

П'ята глава прасвячана доо.и1дж.ттга> втшиву термобар1чшг oüpoöKii на схшаьи як шрого, так i друготт! шио1в вивчаемох системи не м» «а. Перодуыовою цих експеримент!» оула робота французыжх вчеххих саз, у якхй було вказано на виникнохии структурного переходу СЗУ-С22 У FeMnHs, коли названо сполу-чення обробити високим тиском i затартувати вх.д 8ÜCTC до к!м-натнох температуря (. цю обробку ми i назвали термобархчаоа), а також хха присутхнсть, вххасл1док цього, метастабишхю! маги!т-

-----нох-фази si спонтанною намагнхченнхстзо. яка не схюстерхх-аеть-

СЯ У виххдному станх FeMnfis.

Спочатку було ДОСЛ2.ДЖеНО FeMnOs та йлизький до ххього по складу Ca-i.95) Fo^ Кристал1чна структура i

одного i другого спрпучення - тетрагональхха структура СЗЗ-Для них обох характерний хлагнхтний фазовий пере;-йд з парамаг-

га

is «

s

ь.

•S

V <

к

va «a я 20 10

Мал. 3. Температурна залежн!сть нама-гшленост! зразка

РВ0.7Б5М"1.

185

.Os

Ш.СЛЯ PÍ3HHX 3aCOÖiB ОбрОбКИ: 1,2 - загартування в1д 80СГС теля накладення тисху у 30 хбар? з,4 - загартування в!д 80СГС п!сля накладення тиску у 40 кбар; s - загартування ш.д тиском у 40 кбар з хюпередтм нагреваниям зразка до 800"С при атмосферному тиско-В1;

ß - поведШса намагсйчекоотх необо-ротно з.ндуковано! фази.

100 200

Мал. 4. Кристал1чна та мапитш. структура сплава Fe0.765Mr)i. iasfis я° (A) i Меля (Б) термобар1чно1 обробки.

I,1 - i они марганца та зал!за у тетраедричних м1жвузловинах5

II. II - ioHiï марганцю та затза у октаедричних ы1хвузловинах-,

III - ioHii Mim'HKy.

—i

•-Г

a -II

О-Ш

hithd'ï у анткфероматттну фазу, яка зберггастъоя'до гел!евих температур. Але у Y6üMr'I lar/41"5 ^дан-ну Ремпйв,

д!я сильного магнгпюго тюля вшишкас иову мапйтоупоридаова-ну фазу нав!тъ у вих!дному стан!-

Подалыл! доол!джепия показали, ¡до обом отлучениям при-таманний доотатпьо широкий спектр метаотаб!льиих отан!в.

Термобар!чш обробка зразк!в проводилась двома способами. В лершому вишдку, арагжи оипчатку здав-итзались. а хю11м ïx нагр!вали I загартовуваж. а. в другому винздку. шлпзкм, г.-до'мтку mi'pijm, наклали тигле i. лише потш загартуваш.

Реитгеновоькл рювання, проведет па шзнокркеталг тех, гипааийШ приоугн1г;гь П38 еиыетрП як до так i тел« otjpoôai.

Магигтш вда! ршанйа гоказядо. по-порше. приеу'ппеть ¡;oa«í: дат1 'mvr¿ иижгенеоотрй у w{Mnöripi*»Kn пйроолъыжж ирао-Y.lh, а. по-д]!угр: зшдоиЬлъ цих гтхаеткъоетеи ni>\ 1гл-п1дии-

i-tùi..ï) оёройки.

Як У f-'eiiní-тан i У Ftóp результатом ойри-

ûKti « шпикшпня гппгяигп фазового периоду другого роду ( Y.. -Ü20IÖ з ангЕфь'[!Пмэ.П!1 тного в г.тзн сшюташгсто тгаматтпен тетю, величина якоз заттежгт. тпд шляху обробки (мал. К) Нппип сильного магштного ПОТП ш Fwhwl*. звпву, як t у вих1д-иому птат, лиш л!н1йно кб1льмуе памапйчстийоть. а у ?в0 7f:,bil'"'l 18г>пз 1ндукув новий метамагттний стан з аномально иелшкок) жмагш ченн!отю при Н>Н,,„ при температур} T<ïr=IOO К - переххд пеоооротний (мал 3 крива R),

Пояснения опоотер1гавыих ефект.1в у термпбар!чпо обробпе-хшх зразкзв, базуь'ться на. ол1дуючих пршуврннях: шльов! за-леааюо-ri шказують некол1н1ар1Ий характер основного магттно-го стану, тобто стану сп1в1снуваиня феро - аютферомагю тних сконденоованих-мод, причиною ж вишпшення спонтанно! намагн!-ченшет! не moss бути структурний перех!д( як передбачалось у £5з. Тому ми пропонуемо вар!ант перерозпод1лу магттоактивних íohíb по неекв!валентним кристапограф!чним позищям, який не веде до зм!ни оиметр!1 гратки, але впливав на ефективт об-míkhí взавмодП, i. власне, на MarHiTHi властивост! вивчаемих сплав! в ( мал. 4). Р!зницкз властивостей при рззних способах TepMOöapi 4HOÏ обробки ми вбачаемо у ефективност! такого пере-роз1юд!лу, а також у оообливоотях Р-Т-д1аграм при високих

тисках та температурах.

¡Цо до сплав!в другого класу, то нам здапось ц!кавим роз-глянути вшив високого тиску та загартування на сполучення з великим в!дхилом в!д стехзометричного складу. Об'ектами для досл!дгення були вибран1 монокркстал!чш зразки ^.м^ ^о^,

р1?0. аКпт.ойз та 55Мп1 04Яз" шх характерна така по-сл!довн!сть маттЛтния переход!в; парамагнетизм - кутовий фе-р!магнетипм I - кутовий фегя магнетизм II С гл. 4). Термобар1чна обробка, як ! у пппередньому випадку теж проводилась двома способами. Рентгеновськ! ви&провання, знову ж таки покапали пбережевдя як снметрП. так 1 параметр!в крист&зпчно! гратки. Магнатах вишршанш в статичюк та 1мпульстге полях показали ш-порше. аншше*шя н&зыштемиературшго переходу КФ1М 1-Ш1М II та зростаяня иатгн!чевзгоетз, абсолитне значения я«л1» зш&ышть в!д стемн оброоки» а по--друге, зннквюння 1 ядуковпяитг переход!в, як! спостетгэ.шсь при Т< Т ,

Базуючиоь на модел1 ызгттних фазових переход!в по трах параметрах Магш. тяого порядку С гл, 4), запропошвано пояснения спостер!га.емих ниш у матттних властивостях сптшипв другого класу. Термобархчна обробка зрачка веде до тако'з". змзви оп1в-вздношешя м!ж величинами конкуруючих обтншх взаемодзй, при яетх П8рея1д Ш-КФ1М I збер!гаеться (0), а псрех!д КФТМ 1-КФ1М II не виникав (т ■:()), Це пов'язано або з зменшоияям коеф!ц!ету або з зб!льшенням коеффзц!ент!в ,. 365ль-шехшя намагн!чегаюст! при Т-Т^ пз.сля обробки птасазуе» шр т мае б!льш низьхе» ала к!нцево значения,

ВИСНОВКИ

I. Проведена умовна класиф!кац!я сппав!в доол!джувано1 системи для сплав! в нестех!ометричного складу

<а^2> , яка взбивав як1сну р!згащю у ма.гн!тния властивостях сполучень.

г.Доыпджено вппив нестех!ометр!1 на дефектн1оть криота-Л1ЧН01 гратки. Керуючись вим!ржваннями рентгеноЕсько'1 та п!к-нометричко"! густин, показано, шр в сплавах з надм!рною несте-х1ометр!бю = а-2 >0) з'являиться додатков1 елементарн1 ком!рки з незаповненими регулярными позгщ!ями (дефектами).

Показано, що нав!ть у стех!ометричних (но зпкпаденню компонент) сполуках реально виникаьча кслйрка ы! стать у ооб! ва-кансГх у нозждях й-метал1в та мид^лку.

3. Проаназйзовано вппяв нестех1ометрИ на мапптн! характеристики С1шав1в шршого клзсу <I. "Ы а £2.35). зокрема на абсолютна значения намаэтйченшл! та темперзтури переждав як. у високотемпературтй антиферомагн1 тн! й, так 1 у ниэькотешй-ратурн!й ферЗ.мапйтнШ фазах, Остановлен! занжностх вказаних гарактеристин в!д параметру постах!ометрП «... осиоьутись па яких побудовзно кощенграцШн! '¿анеаиост! 'т <ш 1 Т <а>. ИзмоШте зитзяюю, в1дноош аы1т стет оматрячипп< складу, виявииась температура переходу з аитйферомагштного до шзькотемггературного мага1 тоупорлдсСиЕшьл-п стану.

4. Виякпмю тмькотг-мшрлтурний каикад штш.ттх фазотют ищкч-№1АШ.-- гэдкшагютгсм • кугоиай ыгггш.-тм™ 1 - еуго-ияй фе1Я магнетизм 1.Х у сплавах другого ш&оу.нпкрада» у сплава?. »*о ил А» з Накладен»; Ншульспого магиггапгп пот <м =- о-оо ас) щкздодить до 5 ццукуаззшя в доошдкувашпг ошлучешян мапйтпих фазошх иаретворень цершого роду в стан с 01льшою ш&кц'ш.чеви1ст ГСдростатичшй таек. (Р с* 0-6 коар) веде до зм1щяшя вся. ж хараетеристиншк температур, змевъашнш йеличини та облает! !оиувзння спгштанноз. наыаттчешюстЬ Побудоваш. мага!таг фазов! Р-Т-д!згхга.ми,

5. Запрохюнована феноменолог!чна модель фазових неретво-рень для ешшучень з.акйЛз,. яка базусться на 1дея:? Т.Мор!я про взаемод!» мод рхзно! екметргз, у рашаж яю>1 розраховаххз I нобудоваш г-к, 1-м, т-я, г-р та и-м - д!агрэми. як! узгод-жуються з екешрименталхышма т~о> т-с, »-р к о^н-д1аграмами.

6.Досл!джено вплив термобархчно! обробки на «.злати! та криетапограф1чн1 властивост! сплав! в першего та другого ш-с1в трикомгюнентно! системк Ие^^Мя йа.

7. Б сплавах первого клаеу (без амххлх кристазхографхчххо! симотр!!) одержан! "прихован!" метаотай!льн1 стани. зокрема. в сполученнях РеМпОь та р» мг, на, як! мавть аномально

О. 1 - »а«

велику намагшчехЛсть о , температура винккнення та абсолютна значения якох залежать в1д поел!доехист! нгкладення тиску та проведения загартування. Досл1джекня, проведен! в !мщ'льсхшх магштних полях дазоть п!дстави хсласифисувати виникаючу фазу

як фазу кутового магнетизму. Иобудоващ Р-Т-д!аграми, вивчено вшив г1дростатит1ного тисзку та магттного поля на характе-ркстичш. параметра !ндукованих махтатоупорядкованих фаз в названия сполучепнях,

8. В сплавах другого класу опостерггалосъ зшкнення пизь-котемшратуршэго пиреупду шрядгж - порядок СКФ1Н I- йШ II) та зростатшя абсолютного знатная спонтанно! намагя1 чепшст!, яке теж залетать в!д notmi довкост! обробки. ИэйефактЗ.вншою ииавияяоь обробка по схем! 40 кбар ■» Ь'ОО "С 20 "С -> атм. „ ¡шасл1док якох нпмагтчмлпетт. зроола майже втрич! { в1д с = П, 8 Гс'си г до <j -?.() Гс»с!.г'/г для йп п-а.. Крисгаш-

« f»., П, ■» н •»

грзфзчна гратка при цьмму тож, як i в еппэваи пораюго «ласу ■то зшнтетъея,

У, ^ащ'опонована ¿ucioua недат» зм1ш nariri тип:? »лагсявос-теД сплав! в п1сш тирмоиир'гчнм! иброотш, В Та' иошвЗ - иршту-¡ценпя про 1отптпу зм!пу ефотштвнйх осМшгах вяасмодШ. викли-iCdHHs plBHOMiри!го?м роанодглом магя!тоактивних готав по ш-ОКВ.1 ВЗЛОНТТШМ По:-ЗЩ1 ЯМ l«.fMnTi«iOXTii4>i4lHOl гратгсп, впаиадок iept-iooai.dimo'i оиробюл. араиклв. Керуючиов ф^кишто.шггчжш модвллю по трйм параметрам магнитного порядку прпэпвийзоваио зплиб термпбар} чип! обробки на магттт вгастивостЗ салав1в другого класу.

1.BsiibMQB В-И,, РоианоЕй Н.й. , Потароп Г„ П. , Xan.-anw:! Г.". В. нг.стьлиогми'ггш« мй вггниттщ и крис ггиа«'.^¡)aaiB4ce-ккс езойгггега сплг-еов ексгсыы Ге ^KrW-is.// vTf.':. — -

- с. av> - 1АЙ.

2.Вальков В-И., Романова В.И.. Хапалмж Е. fi, Магнитные Фаговые переходы порядок - порядок в еппавая свстснк Fe Мл .// Тез.докл. VI научный семинар "Физика иагнот—

о- » 1.

ныя явлений". - йонецк. - 1993. - С. 110.

3. Вальков IJ. И, , Здвядский 3. (I. , Хйпалик Е. Д. Низкотрвпр-ратурные переходы в некоторых сплавах системы Fe ^Mn^fis при aifel.5.// >ЖТ. - 1ЭЭ4- - НО, N4. - С. 314 - 333.

ei. Бужинский С. ft. , Вйльнов J3. и. . Хапапмж £1. й. "Скрытые"

«етастабильные лазы о сплавах системы Ft? Мл Os. //

л- х х

Тез.докл. VII научный семинар "Физика магнитных явлений". — Донецк. - 1394. - С.117.

5.Вальков В.И., Хапалюк Е.й. Каскад магнитных «азовых переиодов с нестекиоивтрическии сплавах системы Fe^^Mn^fls. // Tes.докл. VII научный семинар "Фивмка магнитных явлений".

- Донецк. - 1Э94. - С.119.

6.Бужинский С.й., Вальков В.И., Завадский Э.й. , Романова Н.й., Хапалюк Е.й. "Скрытые" магнитные состояния в некоторых сппаван системы Fe^^Mn^fls. // Препринт ЛонФТИ НАН Украины. -94-6. - £1с.

7.Вальков В.И., Хапалюк Е.й. Ферримагнитньш состояния в анти*ероиагнитнон сплаве FeMrifts как проявление метастайильных модификаций кристаллической репетки. // ФТВД- — 1994. — 4, N3-4. - С.

8.Бужинский С.й., Вальков В. И., Заваясний Э.й,, Романова

H.й., Хапалюк Е.й. "Скрытые" нагнитоупорялоченнме Фазы в материалах с конкурирующими Ф^рро — антмфорроиагнмтнмвм пземво-действияии. // ФТТ. - 1ЭЭ5. - 37,N5. - С.1455 - 1462.

Цитована литература

I.Moriya Т., Takahachi Y. Spirt fluctuation theory oF itinerant electron ferroraagnetism a unified pictur. // J.Phys.Goc. Japan. - 197B.- 45,N2. - P.397-407.

£.Edvards M., Wohlfarth E. P. Magnetism isoterrns in the band model of ferromagnetisrn- // Proc. Roy. Soc. Ser. Й. - 1968. - 303.

- P.127—135.

3.Kittel C. Model of excharige-invet-s ion magnetization.// Phys. Rev. - I960. - 120,N2. - P. 335-342.

4.Goto T. Mos5bauer investigation of the magnetic phase transition iri Fe Mid fts.// J. Magn. Magn. Mat. — 1986.— 54-57,

о. a i-э

pt.2. - P. 931-932.

5. Senateur J. P., Rouault Й., Fruchart R. , Capporii J. J. , Perro-ux M. Etude par spectrometrie teossbauer des transformations cristallograhiques sous hautes pressions de FeMnAs et Fe P.// Mat.Res.Bui. - 1976. - 11. - Р.631-Б34.

Хапалгоя к.д. Сосуществование феррюлагшгпшх и антифэррамагпит-ных состояний в сплавах, системн Мт^Аз. Диссертация на соискание ученой степени кандидата фиглп?о-математичсских наук по специальности 01.04.07. - физика твердого тела (рукопись)'. Донецкий государственный университет. Донецк. J Запродается В научных работ, г, которнх исследовали магнитные и кристаллографические свойства сшювов системы Fftn__,Mn,,As ичстехномотричво-

кого состава. Обплрудаш и иеслсдовяп нпзхотешературт^ий каскад магнитных фапогах переходов в соединениях с f.B' f. л I.7,предложена модель нпблэдзешх переходов. Изучеип пошо датастабиль-нив состояния, получошшо путем тормобяричеекой" обработки отшагав указанной системи.

nut в! пцупанш, магттга. г.ттта, Ферр)шгнетияк. ;апчтферромаг№'--перегоди, иутукут^тпз.. •^«обар.Инч oiqi!л'лгя.

COM.] ni; ran, or IcrriuriKa' -i. u; m(i ■ mi ¡.£orroi!s.\!ii!K;l: ia phai!!: in Ft":,, i !o.y:;. lllL^ori.ntlon tor

>;oiapoi;ilU;n of niiiidhtaU; do^roo on ph.yr.lcn and mthemtics BOlfjtHJua, in iipatuolifcy 01.04.0?. -pi^.'iT.i.cr. «itatnn r»n1 Id. Donotsl; ;;tate University. Donetsk VJ'K. Elfitit siciervtiT'le wr.rkj: «hcrre wwictlc and nr1ntallo/-7j'apiiic propertlen of „Sn^te toyf?

Slth nOH-KtOOhlOiilCtrie composi tion w.-trtt flt.1)(11.i.ll 4!.If doicriflfii. 1.1 wan discovered nnd ntudied tint low tciapfiratiirn oa.jcaiJy of ])]'!,• ;r,0 tXTiiiiiitlonri occur» In aUoyn lui'lrift I •••: n < I .Y. A liiodei to explain ttw toaiGitlons' oliaerveri jr> proposed. 'Pbc new meta^tablH «t.ato obtained by loiw- pressure tmitaftnt. ut .above mentioned alloys \i'n,3 Invontl^aterl.