Структура и магнитные свойства микрокристаллических и аморфных сплавов железа с SP-элементами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. ЛОМОНОСОВА «{Ъ г ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

ЕЛСУКОВ Евгений Петрович

СТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ

СВОЙСТВА МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ

И АМОРФНЫХ СПЛАВОВ ЖЕЛЕЗА С ЭР-ЭЛЕМЕНТАМИ

Специальность 01.04.11 — физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва 1994

Работа выполнена в Физико-техническом институте Уральского отделения Российской академии наук.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Ведяев А. В.; доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Покатилов В. С.; доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Рыженко Б. В.

Ведущая организация: Уральский государственный университет.

Защита состоится « ^ » е?_ 1995 г. в ^ ~ ч.

на заседании специализированного совета Д. 053.05.40 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора физико-математических наук при МГУ им. М. В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП, Воробьевы Горы, МГУ, физический факультет, криогенный корпус, а уд. 2-05, тел. 939-38-25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ.

Автореферат разослан « ^>_>> _- 199 г.

I/

Ученый секретарь специализированного совета Д. 053.05.40 при МГУ им. М. В. Ломоносова профессор, доктор физико-математических наук

С. д. никитин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы, цель и задачи работы

Для описания магнетизма э твердых телах . исполъзувтсл различные подходы, основанные на взаииопротивопологяых представлениях о локализованных и делокалнзованных магнитных моментах Ш. К середине 30-х годов бнл разработан для неупорядоченных сплавов переходных металлов с ьр-элемэнтами (В,С,А1,21,Р и т.д.) целый ряд микроскопических и феноменологических теория, ■базирующихся как на принципах зонного магнетизма (модель переноса заряда, обобыенная кривая Слэтера-Полинга ~ модель магнитной валентности а др.5, так и на существовании локальных магнитных моментов. Среди последних наибольшие спора вызывает одноступенчатая модель Джаккарино-Уолкера С 2).

Выбор в пользу того зла иного типа моделей мог бы быть сделан на основе экспериментальных данных. Однако, несмотря на значительный прогресс в получении информации об атомной структуре и магнитных свойствах неупорядоченная сплавов железа с зр-злементаки. го сих пор не? потеряли актуальность исследования влияния на структуру н свойства концентрации и типа гр-элемента, хзргктера межатомных связей, топологического и химического беспорядков. Однозначный ответ на роль кгело,1 из указанных причин не мог быть получен по следушкк обстоятельствам-.

-концентр законные интервалы существования разупорядоченных кристаллических 1РК) и амор|нкх САЗ сплавов были существенно ограничены и не перекрывались между собой; -влияние концентрации и типа эр-элементов (металлоида) в основном изучалось в ограниченном интервале концентрация на тройных системах, два компонента в которых были разного типа металлоиды;

-противоречивость экспериментальных данных и используемых феноменологических моделей.

Лля решения поставленных ■ Фундаментальных юпросс-ь магнетизма неупорядоченных систем железа с зр-элементами наиболее полгодягими моде-и-нымк объектами являлись бинаршге епягьы Ре-А1, и Ге -Р - случай, когда при относительно

налом изменении кьваяектяогэ радиуса зр-атомов от 0,118 до

- о -

0,106 им имеются значительные различия в числе внешних р-электронов от 1 для А1 до 3 для Р, что позволяло рассмотреть влияние различных факторов при условии проведения комплексных исследований на неравновесных атомаораэупорядоченных кристаллических или аморфных сплавах во всей концентрационной области существования кооперативных магнитных явлений.

Среди известных способов получения неравновесных состояний в твердых телах наибольшее внимание привлекала механическая активация, одним из видов которой является измельчение в шаровой планетарной мельнице. Отдалось, что наряду с другими методами она позволит получить РК или А сплавы железо-зр-элемент в широкой области концентрации.

Присутствие в сплавах кэотола =Те -предоставляло возможность использования в процессе изучения их структурных и магнитных свойств мессбауэровской спектроскопии, которая дает уникальный набор информации на локальном микроскопическом уровне. Однако для получения достоверной и корректной информации требовался анализ возможностей данного метода в исследованиях неупорядоченных систем.

Целью данной работы было исследование природы формирования магнитных свойств неупорядоченных бинарных сплавов железа с зр-элемектами 1А1,£1,Р) ка основе систематического изучения их макроскопической и локальной атомной структуры, интегральных магнитных параметров, средних и локальных сверхтонких магнитных взаимодействий с использованием в качестве базовых методов мессбауэровской спектроскопии, рентгеновской дифракции и магнитных измерений.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следугжие основные задачи:

-получение разупорядоченных кристаллических и аморфных сплавов келезо-зр-элемент преимущественно методом механической активации;

-анализ возможностей мессбауэровской спектроскопии для изучения магнитного и структурно-фазового состояний в исследуемых системах;

-детальное изучение связи магнитных и. других физических свойств с параметрами локального атомного . окружения стабильных и

метастабильных упорядоченных по ДО^-типу сплавов

Еелеэо-кремниЯ, выбранных з качестве базовой системы для апробирования методики ;

-ие -ледование структуру и магнитных свойств неупорядоченных сплавов Fe-Ai, Fe-Si и Fe-P для установления роли концентрации и типа, sp-злементов, локальной ато?яюй структуры, топологического и химического беспорядков в формировании магнитных свойств;

-разработка феноменологической модели формирования сверхтонких магнитных полей к магнитных моментов на атоме железа с учетом эффектов локального атомного окружения.

Научная новизна работы С использованием механической актиЕзшш получены разупорядочеянке кристаллические сплавы Fe-Al и Fe-Si ло 6Q ат. X Al и 70 ar.íí Si (измелъ'-'ение в шаровой планетарной мельнкие). микрокристаллические и аморфные сплав« Fe-P 20 45 ат. ^ Р Сэлектрохимическое осащеяие и последующее измельчение в ступке3. РК сплагы Fe-Ai с Сд, >40 ат.Х Fe-Si с С3. >10 ат.% и аморфнке сплагы.Fe-P с Ср>25 з.т.'->, неупорядоченное состояние которых аттестовано на микроскопическом уровне, полутени впервые. Выполнены экспериментальные оценки яасжгерних разг^ероз мехаяоактивирсванных областей С 7-!О мкм).

Установлены основное закономерности формирования макроскопической и локальной атомной структуры неупорядоченных сплавов с ростом концентрации AlíSi.P). В рамках существования 'разупср«ЕОЧ?нксй CLÍK структуры" впервые обнаружено нелинейное повеление кокиечтраикокккх зависимостей периода 0ÜK решетки. В формировании локально.'! атомной структура выделено три концентрационных интервала реализации неупорядоченных структур с координационным числом бликгйыего окружения атомов Fe ¿=SCI), со случайна набором Z от 8 до 14 и хаотическим распределением атомов лля кагдого 2 СИЛ и Z=14CIII).

На основании изьестнкх и получение-: в настоящей работе •экспериментальных результатов установлены как осцие закономерности, так и различия в повелении концентрационных зависимостей - те;сератур?! узгнитнсго упорядочения Т^СС.). среднего магнитного момента на атом Fe mCC), среднего сверхтонкого магнитного поля НС Ci, среднего изомерного сдвига <5 С С) и периода С ПК реаеткл а С С). Обнаружено, что наиболее

- S -

резкое изменение магнитных свойств совпадает с переходными областями II. Г.рц заданной концентрации sp-элемента выполняется условие Ст,Н.Тс,а)рв A1>(m,H,Tc,a)Fe_Sl>tm,K,TCIa)Fe_p. Из совпадения экспериментальных данных для сплавов Fe-Si в разупорядоченном кристаллическом и аморфном состояниях сделан вывод о том, что топологический беспорядок не оказывает определяющего влияния на формирование фундаментальных магнитных сеойсть в данной системе.

Установлена полные зависимости локальных сверхтонких магнитных полей Нк от числа К атомов AlСSi,Р) в ближайшем окружении атомов железа, основной особенность» которых является нелинейность и обращение в ноль при ККр-8(А1), 7CSO и 6СР). На основании вида зависимостей с учетом вклада о^ поляризации электронов проводимости смоделированы локальные магнитные моменты тк, обращающиеся в нопъ при тех же значениях К^.

Обнаруженные особенности в концентрационных зависимостях магнитных свойств КСС) и ш(С) аморфных и кикрокристалянческих сплавов впервые единым образом объяснены во всей области существования кооперативных магнитных явлений через характеристики локального атомного окружения lij., и

вероятности локальных конфигураций атома Fe P¡j(C). В. частности, были объяснены значения критических концентраций, при которых средние магнитные параметры Тс, ю и Н обращаются в ноль: 70 гл.у. Al. 60 ат.И Si и 50 ат.'/, Р.

Впервые исследованы физические свойства и параметры локального атомного окружения метастабильных гомогенно упорядоченных по ДОз-типу сплавов Fe-Si с концентрацией Si от 25 до 33 ат.>4, которые вместе со стабильными упорядоченными сплавами С11-23 ат. Si) были использованы для апробирования мессбауэровскоЯ методики.

Практическая значимость работы

Измеренные фундаментальные характеристики микрокристаллических и аморфных сплавов Fe-Al, Fe-Si и Fé-P, прежде всего представляют интерес для теоретических исследований неупорядоченных систем типа переходный металл-металлоид. Кроме того, полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования структурно-фазового состояния и свойств сплавов л&леэа с sp-элементами, а также многокомпонентных систем на их

основе.

Метод механической активации может быть во многих случаях у», леино использован для получения неупорядоченных состояний со статистически однородным распределением атомов как при воздействии на исходно «онофазные. так и многофазные системы.

Практически полезным для у;:спериментаторов, использущих ЯГР спектроскопию, является гсеод. о корректности дискретной модельной обработки большинства мессбаузровских спектров только в приближении I координационной сферы.

На заацгу выносятся: .

1.Метод механической активация - как способ получения статистически однородных неупорядоченных'состояний в системах железо-эр-элемент. Оценка размеров ыехаяоактивированных областей.

2. Существование концентрационного перехода от неупорядоченного состояния с координационным числом г-8 к неупорядоченной структуре с 2=14.

3.Экспериментальные результаты по макроскопическим характеристикам физических свойств и локальным сверхтонким магнитным полям в микрокристаллических и аморфных сплавах железо-эр-элемент CAl.Si.P), г также э метастабильных упорядоченных по ДО -типу сплавах Fe-Si с С31 =25-33 ат. vt.

4. Модели локальных магнитных моментов на атоме железа.

5. Феноменологическое описание интегральных магнитных свойств Ссредний магнитный момент ка атом железа шСс), среднее сверхтонкое магнитное поле НСО) во всей области существования кооперативных магнитных явлений через характеристики локального атомного окружения га^. И,,, Р*(С).

6. Роль топологического беспорядка - в формирования магнитных характеристик сплавов Fe-Si.

Апробация работа. : Материалы диссертации докладывались на Международных конференциях по физике переходных металлов (СССР, Клев-1988), по применениям эффекта Мэссбаузра СВенгрия-1989, Ктгай-1991), "Интермаг" (Швеция-1993. США-1994),ю?ханохимии (Словакня-1993), на .Международных и Всесоюзных согеланиях по ядерно-спектроскопическим исследованиям сверхтонких

взаимодействий (.Москва-1985, Гроэный-1987, Алка-Ата-1989,

Ужгород-1991. Дубна-1993), Всесоюзных совещаниях по прикладной мессбауэровской спектроскопии (Москва-1988, Казань-1990), Всесоюзном симпозиуме по физике аморфных магнетиков СКрасноярск-19893. XIX Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений СТашкент-1991), XI совещании по кинетике и механизму химических реакций в твердом теле (Минск-1992), IV всесохзэной конференции "Проблемы исследования структуры аморфных материалов" (Ижевск-1992), IV Всероссийском координационном совещании педвузов по физика магнитных материалов (Иркутск-1936), Всероссийских научно-технических конференциях "Применение мессбауэровской спектроскопии в материаловедении" (Ижевск-1989, 1993), I Российской, университетско-академической . научно-практической , конференции (Игевск-1993), научных семинарах в Московском, Удмуртском госуниверситетах, Уральском государственном техническом университете-УПИ, Институте физики металлов УрО РАН.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 1 обзоре, 28 статьях и 6 тезисах докладов, представленных в перечне литературы в конце автореферата,

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы- из 236 наименований. Общий объем работы составляет 282 страницы, в том числе 88 рисунков на 78 страницах. ; "

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, кратко изложено содержание глав.

В первой главе "Литературные данные о структуре и свойствах неупорядоченных сплавов железа с sp-элеыентами (A1,S1,P)" представлен обзор работ, опубликованных на момент постановки . той или иной задачи исследования по рассматриваемым системам Fe-Al, Fe-Sí и Fe-P. : ' '

.Установлено, что систематического исследования магнитных свойств микрокристаллических и аморфных сплавов Fe с Al (S1.P), неупорядоченное состояние которых было бы аттестовано на микроскопическом уровне во всей концентрационной области существования кооперативных магнитных явлений, не проводилось. Результаты структурных и магнитных исследований сплавов Fe-Al отражает неидентичность рассматриваемых разупорядоченных

состояний, полученных разными способам!, проявлявшаяся в сильном разбросе данных различных авторов (по параметру OIIK решетки до 0,002 нмг магнитному моменту на атом Fe до 1«а, критической концентрации Скр исчезновения кооперативных магнитных явлений от 45 до 70 ат.\ Al). Кроме того, в сплавах Fe-Al отсутствовали надежные данные о локальной атомной структуре при концентрациях Al свыше 40 ат.

3 сплавах Fe-Si магнитные характеристики разупорядочеяного кристаллического СРЮ состояние бнлн установлены только при концентрации Si Cs..<10 ат.% из-за невозможности получения РК состояния при Cs, >10 ат. % лаге методами сверхбыстрой закалки. При C3iат.% методом осаждения из газовой фазы на охлакдаему» поддонку. был:! получены аморфные Fe-Si тонкие пленки и измерены на них магнитные свойства [3-53. Отмечаются различия в CKD по данным мессбауэровских С50 ат.?< Si) и магнитных С60 ат.% Si) измерений. С другой сторона на примере сплавов Fe-Si возникал вопрос о сопоставимости магнитных характеристик в РК и аморфном состояниях; другими словами:, какув роль в формировании Фундаментальных «¿гниткых свойств играет топологический -беспорядок?

Яля сплавоз ,.Fé-P на момент качала . исследований неупорядоченные состояния были реализованы ь виде FK - состояния при Ср<5 ат. и аморфного состояния при '14<Ср<28 ат. 14. Особо отмечаются значительные кояиентоацпоинве неоднородности по Р э неупорядоченных образцах., .

Следствием значительного разброса данных и их отсутствия для некоторых концентрационных интервалов явилось то, что не существовало непротиворечивого объяснения концентрационных зависимостей средних-магнитных характеристик иСС) и НСС) чи в терминах ?.'.сда::е:1 коллективизированных электровоз, ни в терминах моделей Локальных магнитных параметров.

Тем не менее, ряд имесаихся магнитно- кейтрсяографическнх и ме-ссбаугровских данных длт .упорядоченных сплавов и интернеталлидов . показывали перспективность использования моделей локальная параметров типа 'Ягаккарико-Уолкера для решения поставленных целей и задач в отношении .неупорядоченных систем кз ocs'oto снстем4тич'еских л комплексных исследований аттестованных по локальней атомной структур? сплавов с

~ S -

использованием в. качестве базового метода мессбауэровской спектроскопии.

Отсюда, с одной стороны, вытекала задача получения неупорядоченных сплавов во всей концентрационной области существования кооперативных, ыашггнах явлений, а с другой стороны, для установления параметров локального атомного окружения требовалась выработка определенного .подхода при расшифровке мессбаузровских спектров.

Во второй главе "Методика эксперимента • и методические вопросы месбауэровской спектроскопии в исследованиях магнитных свойств сплавов железа с sp-элементами" ' описываются приготовление сплавов и образцов для • исследований, методы исследований и методики anaroi3á , экспериментальных данных мессбауэровской спектроскопии. :

Сплавы Fé-Ai были выплавлены в индукционной печи в атмосфере аргона из ьысокочисткх компонентов в отделе прецизионных сплавов ИФМ УрО РАН. Слитки гомогенизировались и аттестовались на содержание- легирующих элементов к примеси углерода, содержание которого не превышало 0,03 вес.«. ■

Разупорядоченное состояние в сплавах реализовывали. с помощью механических воздействий Смеханоактивация) двумя способами: измельчение и абразивное изнашивание. Порошкообразные'образцы с содержанием AI до 13 ат.%. Si до 10 ат, X получали'напиливанием на наждачном круге . с- последующей магнитной очисткой. Остальные образцы Fe-Al и Fe-Si измельчали в шаровой планетарной мельнице. .Средний • размер частиц измельченных порошков оценивался в интервале. Í-10. мкм.

Микрокристаллические -и аморфные сплавы Fe-P c содержанием Р. до 45 ат.% были получены Трубачевым A.B. и Воробьевым Ю.Н. СФ1И УрО РАЮ электрохимическим осаждением. Снятый с электрода осадок тщательно измельчался в агатовой ступке с целью устранения наведенной текстуры и возможного неоднородного распределения фосфора.

Для исследования структурно-фазового состояния, сверхтонких взаимодействий, электронной структуры-и физических свойств были использованы наряду с базовыми ' методами - мэссбауэровская спектроскопия. магнитные измерения и рентгеновская дифракция -методы Оже-электрокной, рентгенозлектронной и. рентгеновской

эмиссионной спектроскопии, измерений шкротвердости, лазерной интерферометрии.

Для оценки величин локальных моментов и установления связи между средними и локальными магнитными моментами, то есть определения вероятностей локальных атомных конфигураций, систематизирована методика анализа экспериментальных данных мессбауэровских и магнитных измерений. схематично представленная на рис. 1.

Получение функций распределения сверхтонких магнитных полей ССТМП) РСЮ позволяет без какой-либо предварительной информации о характеристиках локального атомного окружения находить среднее значение СТМП ¥ по формуле С1) на рис.1. В этом смысле Н является аналогом интегральных магнитных параметров, такого как средний магнитный момент на атом Ге. С другой стороны, га обработки нессбауэрсвских спектров СМС) в модельном дискретном представлении могут быть получены локальные СТМП !1К и вероятности лекальных конфигураций Р£ с К атомами ЛЦ31.Р) в окружения атома Рассчитывая из них Н по формуле (2) на рис. 1 и сравнивая с ранее найденными значениями Н из РСШ, моено сделать вывод о поведении Н^ и Р|. в рактах выбранной недели.

Существование корреляции ме?лу локальным! СТМП - Н^ и локальными магнитными моментами на атоке Ре я^. дает основания на следусеем этапе моделировать по аналогии с известными значениями Н^ зависимости локальных магнитных моментов от числа атомов 5р-э,тементоз з скругегглк атома Ре Сравнение значений среднего магнитного момента л. рассчитанных по выражению (3) рис. 1. с. экспериментально кайяеннши из удельной намагниченноегк. настаешь позволяет оценить корректность выбранной модели параметров локальной атомной структуры.и. тем самым, 'установить влияние 5р-элгмекта, его концентрации, структурного состояния сплавов на формирование магнитных свойств.

В сассмотренной схеме анализа экспериментальных результатов суиествекнуг рель будут играть физические модели, закладываемые при обработке МСЧ з дискретном представлении. Прежде всего Физическая модель . будет определяться числом координационных сфер э Злкзайаек окружении атома Ге. Однако, из-за больного

Рис.1. Схема анализа экспериментальных данных.

Рис.г.Мессбауэровские спектры поглощения сплава Ре Б1 на различных стадиях измельчения; .Т,,зм =300 К: а-исходный упорядоченный образец; О-времл дробления 1 шш; ь-15 шш; г-1 ч; д-5 ч.

разброса известных литературных данных о влиянии на СТ!Ш Fe более далеких, чем I, координационных сфер, выбрать однозначно физи"ескув модель не представлялось возможным.

Для оценки вкладов з И от различных сфер были проведены исследования уширения с ростом концентрации Si тех компонентов МС, которым соответствуют атоми Fe, не имесаие в своей I координационной сфере атомоз Si. Эксперимента были выполнены на холоднокатанккх фольгах Fe-Si толзиной 14-15 ты с концентрацией Si от 0.8 до 5,7 ат. с использованием при обработке НС разработанной Ворониной и Агеевым улучшенной процедуры быстрого Фурье преобразования для получения функций распределения сдвигов P(V'). Для учета погрешностей, связанных с аппаратурой и конечной толаинсй образца, в качестве ядра уравнения ¿редгольма I рода использовались значения экспериментальных линий фольги a-Fe, имеваей ту же толаину, что п фольги сплазоз.

Анализ кривых KV') для 1 и 6 линий МО Fe-Si сплавов позволил оценить изотропнуп и анизотропную часта СТМП на один атом Si во II и III сферах для конфигурации атома Fe без атомов Si в I сфере. При этом сверхтонкое поле записывалось з виде:

показали, что анизотропная часть для II сферы в 3, а для III сферы в 2 раза бользе, чем изотропные, и, следовательно, основное ушкредие в спектре, всзрастатее с увеличением концентрации 51, определяется анизотропной составляющей. Тем самым в случае .-¡©упорядоченных сплавов с высоким содержанием легиругае'го элемента. когда учет изотропных и анизотропных вкладов становится практически невозможным, корректной является обработка МС. учитквагаая. лиеь компонента, параметры которых зависят от ¿лнжайсего окружения, а Елияние дальних сфер - в форме уширекил этих компонентов.

Третья глава "Механическая активация сплавов железа с ср-элементами к мессбаузро?ская спектроскопия

структурно-фазового состояния механоанти?прс£аяных твердых тел"

han -8 КЭ

^Г=3,6 КЭ

,П1

С 43

посвящена изучению возможности получения статистически однородных неупорядоченных состояний, их температурной стабильности и размеров механоактиЕированных областей.

Влияние сильных механических, воздействий на структурное состояние упорядочивающихся сплавов железо-зр-элемент было изучено на примере сплава железо-кремний с Д0з сверхструктурой вблизи стехиометрического состава Fe3Si. В исходном упорядоченном состоянии в соответствии с элементарней ячейкой ЛО. сверхструктуры в рентгеновских дифрактограммах наряду с ОЦК структурными рефлексами присутствовали сверхструктурные (111), (200) и (311) В мессбауэоовском спектре (рис.2,а) наблюдались два интенсивных секстета с Н =312 и Н =200 кЭ в соответствии с

о 4

двумя неэквивалентными позициями атомов Fe V элементарной ячейке Д0з сверхструктуры. .' ' . ,

Измельчение упорядоченного сплава FeaSi в шаровой планетарной мельнице приводило к исчезновению в ■ рентгеновских дифрактограммах сверхструктурных рефлексов и к • уширению структурных. Существенно менялся и вид мессбауэровских спектров (рис,2). С увеличением времени дробления до 5ч происходил переход от исходного спектра с дискретными значениями Н к спектру с широким распределением этих полей, что указывало на появление широкого набора локальных атомных конфигураций с разным числом атомов Fe и Si в ближайшем окружении. Таким образом, из структурных и мессбауэровских исследований следует, что процесс дробления упорядоченного сплава Fe^Si приводит к - структурному переходу типа порядок-беспорядок. •

Важный вопрос, возникающий из представленных результатов, ,' касается оценки размеров механоактйвированных областей. Средний размер частиц Fe^i сплава в . разупорядоченном . состоянии для • tдр=5 ч по измерениям на Оже-спектрометре в режиме растрового электронного микроскопа составлял 1-2 мкм: Для получения независимой экспериментальной оценки были выполнены в настоящей работе ыессбауэровские исследования поверхностных .слоев массивных сплавов Fe-Si, подвергнутых абразивному изнашиванию.

Из выплавленных и гомогенизированных слитков . вырезали пластина размером 15x9x2 т. В качестве исходного состояния фиксировали с . помощью 1 различных - термообработок . Ю} еаерхструктуру. Абразивное изнашивание поверхности пластинок

осуществляли, в одном направлении с малой скоростью С5 mwcJ, что позволяло исключить влияние температурного фактора на процессы. ' протек'аьш19 в йсверхноетных , слоях. Структурное состояние: поверхности образцов - до и после изнашивания исследовали мессбаузравской ' спектроскопией конверсионных электронов СМСКЭ1 и мессбауэровекой спектроскопией рентгеновского, излучения СМСРЮ. В первом случае толшша анализируемого поверхностного слоя составляла около 200 нм, во втором Е0-30 мкы. ,Из МСКЭ. спектра исходного те'рмообработакного .состояния сплава Fe^Si следовало, что поверхность толайкой 200 нм. также как и объем, находится в "упорядоченном . состоянии. После абразивного изнашивания МСКЭ- спектр показывал разупсрядоче'нное состояние,' а.'МСРИ .спектр язлялся суперпозицией от разупорядоченной и упорядоченной фаз. Доля' разупсрядоченной фазы, найденная из расчета нэ ЭВМ суммарного ИСРЙ спектра, составила. 0,3/ Отсюда средняя толшша мёханоактивированного поверхностного слоя была оценена в .7t.10"mjoí..

. С другой . стороны, - согласно .иэмеренйя^ на лазерном интерферометре "Пулъьерпзегте-22". характерные средние размеры •частиа рсрошка сплавов ' жеяезо-5р-злеиекг. ' полученных измельчением в шаровой планетарной мельнице, легат в пределах 3-3 «км. Поэтому полученная экспериментальная, бцеякз. размеров иехакоактавиравгнкых областей в,7-1С ííku, свидетельствует, о полноте структурных изменений в'э . всем объеме частиц яоЬ'ошка после механического дробления.

Акалслгчным образом бит', получен« •разупоряао^еннне порошки Fe^Al. Однако, ябпыткп полу-чеяия рааупорядсчённогс состояния ..■ при - стмельчения " интернеталл-.:да Ре ? закончились неудачно. НаблвлагаиРсг на • начальных' этапах1.. измельчения'. пгрцесс ' раз.тоорядсч5н:;й;' сопровождался .при. увеличении времени измельчейпя обратно?. реакагей - образованием интерметаллиаа ■ F Р... Учитывая ■ тот ' .. $üjct;- . что • для , получения высбксхонненхрироваяннх акэрфнйг , сплавов . . Fe-? методом электрохимического есажаензя: необходимо, .было понижать температуру электролита. кэтно предположить, Что, развив'аемая в процессе, дробления температура ' , 30-60 С препятствовала образование полностью неупорядоченного'состояния. Тем не менее, полученные . ' электрохимическим- . осагденкем . Fe-P - осадки

дополнительно тщательно измельчались; в агатовой' ступке, что способствовало статистически однородному распределению фосфора в матрице железа. .

До сих пор рассматривалась возможность получения неупорядоченного состояния при измельчении .* исходно однофазных образцов, Однако, согласно известным диаграммам состояний бинарных сплавов желёэа с зр^эле^ентами их. исходное состояние в большинстве случаев является кногрфазным. ; С .точки зрения изучения формирования 'магнитных свойств в - неупорядоченных системах необходимо было проведение исследований возможности реализации статистически однородного неупорядоченного состояния при механической обработке в шаровой планетарной мельнице многофазного образца. " ... '.'- ..'

Для этой цели был выбран .салав системы ре-Зп вблизи стехиометричеекого состава Рв^Зп. Средняя . концентрация олова, определенная химическим способом, составляла 271:1 ат. И. Однако, после выплавки с латка и его термообработки при .1070 К в течение суток согласно рентгеноструктурным, . мессбауэровским и температурным магнитным измерениям , в. исследуемом образце присутствовали 4 фазы: а-С1'е+ 10 ат. % £п), Те^п, Гев$п1 и Ке^х,. ■ ; . ' . ■

В процессе дробления в шаровой планетарной мельнице было установлено, что на первом этапе происходит распад фаз Гё^Зп, Геа2п1 й Ге^г^ на а-(Ге-5п) фазу и чистое олово. Наследующем этапе (с увеличением времени дробления) происходи?: механическое сплавообраэование о-СРе-Зп) фазы и олова вплоть до получения статистически однородного ОЩ разупорядоченного пересыщенного твердого раствора с концентрацией олова в соответствии' с исходным средним составом в 27 ат. у». Отметим, что всё количественные соотношения в фазовом анализе деформированных порошков, могут быть получены только в мессбауэровских исследованиях.

' Таким образом, механическая активация является эффективным методом получения неупорядоченных сплавов железа с £р-элементами, хотя в. определенных ••случаях" > необходимы. ? активаторы, работающие в условиях низких температур с целью получения неупорядоченных состояний в таких системах, как »:ёлез о-фосфор.'

С точки/зрения возможности изучения таких физически:? характеристик ."неупорядоченных систем, как температура магн'тного упорядочения, необходимо было провести исследования температурной -, стабильности механоактивированного состояния. Такие исследования с помощью мессбаузровской спектроскопии были проведены на примере упорядочения при изотермических отжигах измельченного сплава Ре^. то есть изучалась кинетика перехода от состояния," показанного на рис.З.д, к состояние на рис.2.а. Для описания кинетики, была , использована методика, 'предложенная- Дхедером и Каком при изучении электросопротивления. '...,.

Анализ результатов мессбауэрсвских исследований образцов, , отожженных при температуре.573,- 598 и 623 К. ' показал, что порядок реакции п=1, а времена релаксации г составили 540, 160 . а 25 мин для указанных температур отжига, соответственно. Из :, найденной по полученным данным зависимости 1од т( =Г( 1Л'0ТЖ) можно было оценить, что удэ для т&уператур Тьт1=700 К т] ^ 20 сек. Таким. образом-. следует огидать концентрационных интервалов содержания зр-элемектов в сплавах, в, которых измерение температуры- . магнитного упорядочения Тс неупорядоченного состояния невозможно. - ; Четвертая глава "Физические'сесйстеэ и параметры локального атомного окружения в упорядоченных по Л0г типу сплавов . . железо-кремний" . посвящена изучении возможности с помощью мессбауэрозской спектроскопии описания - интегральных магнитных характеристик через параметра локального атомного окружения. Сплавы .железо-кремний являются практически единственной "системой, в которой гомогенное упорядоченное состояние .(£0 -типа), моьет сыть реализовано в широкой концентрационной ■■'. области от 12'но 33 ат..« 21. •

*' ' ■ ' -3 равновесном состоя:-:;:;! ЛО^сверхструктура существует при комнатной температуре от 12 . до .25 ат.Я При больших

концентрациях кремния разновесная . . диаграмма в низкотемпературной области состоит в основном из двухфазних . областей.' Однако- Кудняхой было показано г 1977 г., что при • закалке салааа с С-33 ат.-< из .температурной области существования гексагональной фаза на . комнаткой

температуре образуется матастабкльный упорядоченный по ДО типу

раствор. Это факт был использован в настоящей работе для получения гомогенных ыетастабильных упорядоченных.', сплавов с; , концентрацией Si от £5 до 33 ат. ; .ч , ; 1 ^ ; •

Рентгеновские дифрактограммы - подтвердили • наличие. Д(Г сьерхструктуры. Из терыомзгнитныхизиерениЗ было установлено, что в сплавах присутствует только одна магнитная фаза. Полученные в настоящей работе значения периодов ОЦК структурной , решетки упорядоченных сплавов:. полностью' согласуются с известными литературными данными .1 рис.3, кривая 1) и показывают линейное уменьшение с увеличением концентрации Si от 11 до. 33 ат. v.. ; , V '-.у.-у,.'."; -л • -■■•...". V" '."-/i,/. -у'

Измеренные зависимости температуры магнитного упорядочения Тс~рис.3, кривая 2 и удельноа" намагниченности насыщения . оСС)-рис.4, кривая 1 совпадают с опубликованным!! ранее при.CS25 ; ат.и Si литературными данными, то есть характеризуются линейным поведением в интервале ШС525 атЛ Si, лю. показывают изменение • угла наклона 1с и оСС) при С>25 ат.'/. Si. Аналогичное поведение обнаруживается и на концентрационной зависимости микротвердости .' llpCC)- рис.3, кривая 3, измеренной на упорядоченных по ДО^-типу . массивных пластинках. Отметим, что на .зависимости периода ОЦК ; решетки а(с)-рис.З, кривая 1 никаких аномалий в.рассматриваемом интервале концентраций не обнаруживается. '. ; , í.

Для понимания .концентрационного поведения • физических свойств были проведены с помощью мессбауэровской спектроскопии детальные исследования, характеристик локального атомного ;"' окружения в упорядоченных Fe-Si сплавах. /.'

При C'S25 ат. % Si локальная атомная структура упорядоченных по ДОа-типу Fe-Si сплавов была изучена ранее.- Было известно, что при отклонении от стехиометрии в сторону больших концентраций Fe избыточные атомы Fe статистически распределяются . по Д-местам элементарной . ячейки; ' ДО - . сьерхструктуры, которые при стехиометрии С25 ат..«) полностью заняты . атомами Si. / При этом атомы Si при всех/составах s 25 ат. '/, находятся между собой на , расстояниях третьих и далее: соседей. '■ - • ; Л.' -•'. ''

Локальная атомная структура упорядоченных сплавов при С> 25 ат.si Si была неизвестна; Главный, вопрос состоял, в определении тех позиций элементарной ячейки- в которых могли оказаться :

- Id- -

Н..

ГПв

Í-

SO £¡,.'4

Рис. 3.Периоды ОЦК решетки С а) -1, температура магнитного упорядочения СТс)-2 и мнкротвер-дость СНП )-3 а упорядоченных сплавах Ге51: Д.х.о.А-литератур-ные данные; о,».» - настоящая работа.

Рис.4.Удельная намагниченность яасьтения (а)-1 1ТИГ,М=4,2 К), среднее СТМПСШ-г (Тгац=77 Ю. Сплошная кривая 3-расчет аССЗ по модели локализованных магнитных моментов: лите-

ратурные данные; о,•-настоящая забота.

г« гю

19С IH

гтс

»4 - t

Рис.5..Мессбауэровские спектры упорядоченных сплавов Fe-Si: 1-13.0; 2-2J.2; 3-25.0; 4-28,0; 5-33 ат. % Si. Тюм=77 К.

«с tí:

•: !

к -

избыточные по отношению к составу Ге^ атош 51.

Измеренные при 77 К мессбауэровские спектры упорядоченных сплавов представлены на рис.5. Математическая обработка спектров проводилась в дискретном представлении в приближении I координационной сферы с числом секстетов, показанных на рис. 5 схематично сплошными линиями. В зависимости от концентрации Б1 наиболее отчетливо проявлялись компоненты На, Н1. Н4, Иэ. Нв< Компонента Н , состоящая, как было показано в главе 2, из

о

нескольких линий, учитывалась в качестве интегральной интенсивности от числа описывающих ее лоренцианов.

Правомерность представленных модельных представлений проверялась сравнительным анализом относительных П'/генсивностей ЯГР спектров с рассчитанными вероятностями локальных конфигураций атома железа Р (С)'с К атомами в ближайшем окружении. Были рассчитаны кривые Р^(С) для четырех возможных расположений атомов Ге и в элементарной ячейке ДО^ сверхструктуры:

1.Статистическое распределение атомов Ре и на узлах 1А,В.!,С и Б -кривые 1 на рис.6.

2.Атомное упорядочение В2-ткпа. Атомы Ре и статистически распределяются по С- и С-позициям, а все (А,В) узлы заняты только атомами Ге- кривые 2 на рис.6.

3.Д0з-сверхструктура (случай I). Принимался во внимание сделанный Крзншоу вывод о запрещении пар атомов на расстоянии ближайших соседей. При С< 25 ат.'/. расположение атомов Ге и Бх, описанное выше, автоматически, подчиняется данному условию. Вероятности локальных конфигураций в этом концентрационном интервале записываются в виде:

Ро(С)=С0,5 - С)/(1 - С) -Рк>о(С) = 0;)Спра ' V«"" 0.9/11 - С).

V40

(5)

При 23 <С<ЬО ат. Я 51 выполнение условия Крзншоу требует, чтобы избыточные по отношению составу Ге^х атомы статистически заметали атомы Ге в 'С-позшшлх. Тогда вероятности локальных нфигураиий атомов Ге определяются выражениями:

is га а а «

'l >rt

н го а л я

ít.on

Риг. Б. Рассчитанные я экспериментальные вероятности локального атомного окружения Рг(к-число атомов Si в ближайшем окружении Fe}: 1-раэупсрядочен-яое состояние: 2-32 сверхструктура; З-ЯО^ сверхструктура с условием запрещения Si-Si пар на расстоянии ближайших соселей; 4-Л0г сЕерхструктура 653 запрета Si-Si пар.

Рис. 7.Локальные сверхтонкие магнитные поля ^-кривая 1 и лекальные магнитные моменты на атом Ре р^-кривая 2. СД,О, +•,■»*. V)-литературные данные;(*,о-настояная работа, Т,,эм=77 К.

в 1 2 } а ? э v

PoCCJ=(0,S - CM1 - С)

"V* o.a/ci - C) {6)

СПр=4Сс'-0,25); m=K-4

Рассчитанные P^CС) представлены на рис.6, кривые 3.

4.йОг-сверхструктура (случай II) с условием возможности образования при С>25 ат. % Si г.ар атомов Si на расстоянии ближайших соседей л равновероятных распределением атомов Si по А,В и С-позициям - кривые 4 на рис.6.

Сравнивая рассчитанные и экспериментальные значения, отметим прежде всего, что относительные интенсивности наиболее надежно определяемых секстетов Я , Н . Н , Н , Н соответствуют

Я 3 4 Э С

модели 3 - Ж^сверхструктуре с условием запрещения Si-Si пар. Если представить, что в спектрах для С>25 ат. % Si секстет, обозначенный HQ, состоит из подспектров, каждый из которых соответствует определенному числу атомов Si в ближайшем окружении, то ие удается достичь какого-либо

удовлетворительного согласия ни с одной из представленных моделей, как это показано на рис. 6 светлыми кружками для PQ. С другой стороны, суммарная интенсивность Н0 хорошо согласуется с кривыми 2 и 3. Аналогичная ситуация обнаруживается и при С<25 ат.« Si.

Таким образом, проведенный анализ подтверждает Выводы ранее опубликованных работ о реализации в равновесных упорядоченных по Д0з-типу Fe-Si сплавах при С<25 ат.'/, Si пар атомов Si на расстояниях не ближе третьих соседей (существует только . Р_ с

N

K.Í4) и показывает, что в метастабильных. упорядоченных сплавах при С>25 ат.я Si атомы Si находятся на расстояниях не ближе, чем вторые соседи (существуют PR с К=0 и К>4). В последнем случае с увеличением содержания Si от 25 До 33 ат. интенсивность PQ слабо зависит от концентрации, резко уменьшается с 0,66 до 0,16, а суша ^Pic увеличивается от 0 до 0,6.

Полученные значения локальных сверхтонких магнитных полей Н^ приведены на рис.7, кривая 1. Кроме ранее известных для низких температур полей HR с К<4 обнаружены Н^ 150 кЭ и На=85 кЭ 1Ь анализа спектра с 33 ат. 'í Si был сделан вывод, что Н7=0.

Иэ кривой i видно, что добавление третьего и последующих атомов Sí в ближайшем окружении атома Fe вызывает большие изменения в СТМП по сравнению с первыми двумя атомами S1.

Используя полученные сведения о PR и Н^ была рассчитана концентрационная зависимость среднего СТМП НСС) по выражению С2) на рис.1, которая представлена на рис.4, кривая 2. Полученная зависимость НСС) отчетливо показывает одинаковый характер поведения с зависимостью ai С) с увеличением концентраций Si; при С> 25 эл.у. Si изменяется угол наклона обеих кривых. Совпадение вида НСС) и crtC) указывает на возможность описания rtC) также через характеристики локального атомного окружения аналогично модели Джаккэрино-Уолкера (21, в которой магнитный момент на атом Fe зависит, как и Hj. от числа атомов Si в ближайшем окружении.

Смоделированные значения локальных магнитных моментов п>% с учетом известных магнитно-нейтронографических данных лля т0 и гл4 в упорядоченном сплаве Fe^t п видом ИСК), полученным в настоящей•работе приведены на рис.7, кривая 2.

Рассчитанная с использованием выражения СЗ) на рис. 1 концентрационная зависимость сгСС)_ представлена на рис. 4, сплошная кривая 3. Также как и.зля НСС). аномальное поведение ai С) при С>25. ат.Я Sí вызвано видом зависимости mCk) и значительным возрастанием вклада локальных конфигураций с болыгам числом СК>4) атомов Si в первой координационной cfepe.

В пятой главе "Макроскопическая и локальная атомная структура неупорядоченных сплавов Fe-Al, Fe-Si и Fe-P" рассматриваются ■ результаты рентгеноструктурпых к мессбауэровскнх исследований, а также исследований электронной структуры систем типа железо-зр-элемент.

Из рентгеноструктурных исследований было установлено, что измельченные сллаьн Fe-Al с концентрацией Ai до 60 ат. имеют ОЦК структуру. С ростом концентрации Al аиркна рефлексов возрастает. 3 рассматриваемом интервале концентраций не было обнаружено каких-либо рефлексов, указывавшие на присутствие В2 или Л0з сверхструктур. В сплавах Fe-Sí после механической обработки разупорлдоченная 01Ж структура реалиэовызалась до 31-33 ат.'; Si. При больших концентрациях Si получилось разупорядоченное кристаллическое состояние, более сложное, чем

ОЦК и которое могло быть отнесено к структурам с гексагональной сннгонией. Необходимо заметить, что в этих интервалах концентраций, а именно, начиная с 25 ат. % Si, методом испарения на охлаждаемую жидким азотом подложку были пслучекы в [3-5] аморфные Fe-Si пленки. Сплавы Fe-P, полученные электрохимическим осаждением и затем измельченные в агатовой ступке, имели 01Ж структуру при концентрации Р CS7 ат. 5í, в интервале 7-14 ат.% Р реализовывалась смешанная аморфно-кристаллическая фаза и при С>14 ат. '4 • Р все образцы согласно рентгеноструктурным исследованиям находились в аморфном состоянии.

Ib имеющихся литературных и полученных в настоящей работе данных могут быть построены неравновесные фазовые диаграммы, представленные на рис.8. Несмотря на имеющиеся некоторые различия ь значениях концентрационных границ различных фаз, можно выделить ряд закономерностей. Из рис.8 видно, что область существования ОЦК структуры и нижняя граница аморфной фазы закономерно изменяются в последовательности

CFe-AD-»CFe-Si)-»CFe-P). Заштрихованные области соответствуют двухфазным областям. Магнитные сплавы Fe-Ai имеют только ОЦК. структуру-, в сплавах Fe-Si при С>25 ат. у. Si возможна реализация как * аморфного, так и некоторого, отличного от ОЦК разупорядоченного кристаллического состояния; в магнитных' сплавах. Fe-P наибольшая часть рассматриваемого концентрационного интервала приходится на аморфную фазу.

Проследим за поведением концентрационных зависимостей периода ОЦК решетки аССЗ. Для улучшения восприятия на рис.9 приведена только результаты настоящей работы по следующим причинам: для Fe-Al сплавов разброс значений известных литературных данных достигает 0,002 нм, для сплавов Fe-Si и Fe-P периоды разупорядоченной решетки были известны только при С<11 ат.'/. Si и ¿3 ат. % Р. Прежде всего отметим, что зависимости aCCJ нелинейны, как это видно из сравнения со штриховыми линиями. В частности, ранее предполагалось для разупорядоченных сплавов Fe-Si при С>11 ат. % Si. что зависимость аСС) должна быть линейной, чего не наблюдается в действительности. Сравнение между собой зависимостей а(С) показывает определенную закономерность в значениях концентраций, при которых происходит

0Ш(

Ff-P

ода

ода

Разул, rpncr.

*«орФ.13-51

-Fe-Si

Fe-Al

ОТ щ,

• 1 1 ...„, 1 . \ ....

O 10 20 30 40 50 60 70 KcüiüRTjaun* С 'ST.XI

Pac.8.Неравновесные диаграммы состояния.

о.гзс.

о.гзэ

ю го зо « so оо кониентрадяя £ат. Ю

Рис. 9. Период OIIK решетки.

L.

d -г о г * в

Т Я'ЗГОСТЪ IW/C!

1'Л гьо эоо Н!кЭ)

Рис.10.Мессбауэровские спектры и функции распределения СТМП РСЮ сплавов Fe-Al поел* механической обоабогкк: 1-40.2; 2-43,0; 3-52,5 ат. 'i Al, 7ш--6 íi

2

)

отклонение от линейной зависимости: 20 ат.'/. Al, 10 ат.к Si и 3 ат.% Р.

Детальный анализ зависимости ширины В структурного рефлекса (211) в зависимости от концентрации Si подтвердил наличие особенности в области 10 ат.>; Si, проявлявшееся в изменении угла наклона В(С). Кроме того, на зависимости В(С) вблизи 20 ат. '4 Si было обнаружено резкое возрастание значения В, указывающее на наличие еще одной особой границы в области существования 0IIK структуры.

Качественно неупорядоченное состояние исследуемых сплавов на локальном микроскопическом уровне подтверждается видом мессбауэровских спектров. Представленные . на рис. 10 МС высококониентрированных сплавов Fe-Al (Тцзй=6 К) обнаруживают значительное сверхтонкое магнитное расщепление, в то время как НС упорядоченных сплавов при С>40 ат.% Al представляют из себя одиночные линии при данной температуре измерений. Для сплавов Fe-Si влияние перехода порядок-беспорядок на МС было показано на рис,2. Вид МС полученных в настоящей работе разупорядоченных сплавов близок к таковому для аморфных Fe-Si пленок соответствующих концентраций в [3,4). Мессбауэровские спектры неупорядоченных сплавов Fe-P и соответствующие им функции распределения СТМП приведены на рис.11. Широкие "размазанные" спектры свидетельствуют о появлении широкого набора локальных атомных конфигураций, то есть ближнего композиционного беспорядка.

Для количественных оценок характеристик локальной атомной структуры мессбаузровские спектры неупорядоченных сплавов Fe-Al,Fe-Si и Fe-P обрабатывались в дискретном представлении в приближении первой координационной сферы. При этом в качестве начальных значений локальных СТМП Ц. (К - число sp-атомов в ближайшем окружении атома Fe) . использовались центры распределения локальных СТМП, обнаруженные на функциях РСЮ (см., например, рис.11). Найденные из обработки при минимуме невязки локальные СТМП Hj. и вероятности локальных конфигураций атома железа Р являлись характеристикой локальной атомной структуры.

Было установлено, что локальные СТМП Hj. для заданного К не зависят практически от концентрации sp-элемента, а значения Н^

I I I г

; • ' • :' ' : 1

Л ЛЛЛЛЛ^: \ .л лГ\ .'з

N ■ л л .'-V „ ' ; v

/5 ,__' "б

а

'4 -4 ''4 ' О* ' 2 ' 4 ' ¿'^ ЗО^^ТОО

V (мм/сек) н (кЭ)

Рис. П. Мессбаузровские спектры и функции распределения СТМП

РСЮ неупорядоченных сплавов Ге-Р: 1-1,8; 2-4,5; 3-9; 4-12;

5-19; 6-27; 7-33; 8-45 ат. •/. р, Т„ =77 К.

из и

0.2] 0.2 0.2 о.г

о.г

to го зо 40

I Р. -

Ч' я /

Y

"io го" ¡Й~Зо

60

концентрация Si С ¡jjUt.X)

Рис. 12. Вероятности локальных атомных конфигураций Pj.CC) сплавов Fe-Si после механической обработки: »-экспериментальные значения; 1-значения, вычисленные для хаотического распределения атомов с 2=8; 2-для хаотического распределения атомов с 2=14; 3-для случайного набора координационных чисел 2=8-14 с хаотическим распределением атомов для каждого

o Ki4 для Fe-Al, К<2 для Fe-Si и К<1 для Fe-P хорошо совпадают с известными ранее для раэупорядоченных сплавов, что указывало на корректность математической обработки мессбауэровских спектров.

Результаты обработки по вероятностям локального окружения в неупорядоченных сплавах Fe-Si представлены на рис.12. На этом же рисунке сплошными линиями приведены расс-штанные в предположении хаотического распределения атомов вероятности Р*(С) для координационных чисел z~B (кривая 1) и z=14 (кривая 2) по выражение:

p*(c)=(p(i-c)l-kc,: (7)

z

Кривые, обозначенные ^ P^íC) (кгр=8 для Fe-Al, 7 для Pe-Si

кр

и 6 для Fe-P) введены вследствие невозможности выделения неэквивалентных конфигураций для немагнитной части МС высококонцентрированных сплавов. Va '' рис. 12 видно, что экспериментальные данные совпадают с вычисленными Р£(С) для z=8 только в интервале от О до 15-18 ат. ü Si. При . увеличении концентрации Si до 33 ат.х все значения Рг стремятся к кривым 2, рассчитанным по выражению (7) для 2=14. Если предположить, что в интервале концентраций от Cf до Са реализуется разупорядоченное состояние как со случайным набором по координационным числам z от 8 до 14,, так и со случайным распределением атомов для каждого г, то Pj~,4(C) в этом интервале могут быть рассчитаны по выражениям:

р*"'4£С) = Jo Ос 1 "Vе'ncSpí8а-°)в tn"<с

)

(8)

Ha рис. 12 Р*"1,*(с) обозначены как кривые 3, находяаиеоя в хорошем согласии с экспериментальными результатами.

Аналогичным образом были проанализированы сплавы Fe-Al и Fe-P, с той лишь разницей, что Cf =25 ат.'/. (Fe-Al); 7 ат.W.Fe-P) и Сг-55 ат.•/. (Fe-Al); 20 ат.(Fe-P).

Таким образом, с точки зрения локальной атомной структуры

могут оыть выделены три концентрационных интервала с z=8CI), переходкая область с z=8-14CII) и z=14(IID. Положение переходной области закономерно смещается в область меньших концентраций в последовательности CFe-Al)-»CFe-Si)*CFe-P).

С цель» выяснения причин структурных изменений в микрокристаллических и аморфных сплавах железа с sp-элементами рассмотрим данные по электронной структуре неупорядоченных сплавов железо-кремний, в которых с изменением концентрации S1 были обнаружены ряд структурных особенностей при 10-11, 18 и 30-33 ат.я Si. Интервал от 0 до 18 ат.« Si соответствует области I Cz=8), а от 18 до 33 переходной области II(z=8-14).

Исследование спектров валентной полосы сплавов методом рентгенозлектронной спектроскопии показало, что для образцов с содержанием Si менее 11 ат. % они совпадают со спектром чистого a-Fe. При содержании Si более 11 ат.% структура валентной полосы изменяется; появляются новые подполосы, обусловленные перекрытием и гибридизацией волновых функций Зс14зр-электронов Fe и Зр-электронов Si. Поэтому неизменность структуры валентной полосы при С<И aT.?í Si указывает на отсутствие изменений в распределении плотности Зб-состояний по сравнению с чистым железом. Изменение структуры валентной полосы при С> 11 ат. « Si свидетельствует о том, что Зб-злектроны Fe вместе с Чэр-электронами принимают участие в образовании spd-ковалентных Fe-Si связей. Последнее и может являться причиной изменений угла наклона концентрационной зависимости периода ОЦК решетки при С>10 ат. ;í Si.

Для выяснения причин структурных изменений при более высоких концентрациях Si были выполнены эксперименты с помощью рентгеновской эмиссионной спектроскопии на упорядоченных и разупорядоченных образцах с концентрацией Si от 2 до 33 ат. %. Было обнаружено, что при концентрации С>20 ат.« Si ширина SiKp-спектров разупорядоченных сплавов резко возрастает по отношению к упорядоченным.

Впервые такое уширение было обнаружено авторами работы 16] i сплаве состава FesSi. Из приведенных в 161 теоретических расчетов следовало, что при появлении пар атомов Si на расстоянии ближайших соседей в разупорядоченных ьысококонцентрированных сплавах, существенную роль начинает

играть межатомное взаимодействие Зр-состояний и, как следствие, появляются зачатки собственно р-зоны кремния, что .и обнаруживается по уширенио SiK^-спектров.

Тогда можно полагать, что с увеличением концентрации Si в разупорядоченных сплавах возрастающая вероятность появления Si-Si пар приводит, начиная с С=18-20 ат.Я Si к отклонению PR от 2=8 в мессбауэровском эксперименте и к уширению SiK^-экиссионнкх спектров. Известно, что для равновесных структур в системах Fe-Al, Fe-Si и Fe-P характерные расстояния между sp-атоками составляют 0,35-0,4 нм. Следовательно, появление пар sp-атомоз на характерных для ОЦК решетки расстояний ближайших соседей (й0.25 нм) является энергетически невыгодным из-за сильного межатомного взаимодействия Зр-состояний AlСSi,Р) и можно ожидать смещений sp-атомов из узлов идеальной ОЦК структуры. На усиление искажений в ОЦК структуре с ростом концентрации Si указывает, как упоминалось выше, возрастание ширины структурного рефлекса С211) В, причем наиболее резкое изменение ВСС) наблюдалось в области 20 гт. % Si.

Из представленных результатов можно предположить следующую качественную картину структурных изменений.

Вся область существования ОЦК структуры может быть .разбита на два концентрационных интервала с "хорошей" и 'плохой" ОНК структурами. Под "хорошей" понимается структура, в которой распределение атомов Fe к sp-элементоз в ближайшем окружении подчиняется биноминальному распределению с г=8 и не принимаются во внимание появление пар sp-атомов на расстоянии ближайших соседей и локальные искажения ОЦК решетки.. В пределах реализации "хорошей" ОЦК структуры от 0 до ат. у. появление вклада ЗсК>лектронов Fe в образовании ковалентных связей с Зр-электронами sp-атомов приводят к аномалиям на зависимостях периода ОЦК решетки аСС) при 20 ат.Ч Al, 10 ат!« Si и 3 ат .« Р. В "плохой" 0UK структуре локальное распределение атомов не может быть описано при использовании z=8. Наилучший способ описания через случайный набор координационных чисел z=8-14 с хаотическим распределением атомов для каждого Z. Такая структура характеризуется существенно ■ большей шкркнсй рефлексов, реализуется в интервале от С^ до С2 и проявляет себя

при рентгеноструктурных исследованиях как ОЦК фаза для систем Fe-Al и Fe-Sl и как аморфно-кристаллическое состояние в системе Fe-P. При С>Са в сплавах Fe-P реализуется аморфное состояние; в Fe-Si в зависимости от способа получения может реализоваться либо некое раэупорядоченное кристаллическое, либо аморфное; в Fe-Al сплавах сильно искаженная ОЦК структура существует и при С>Сг. В "плохой" ОЦК структуре необходимо учитывать существований пар sp-атомов в ближайшем координационном контакте, сильное межатомное взаимодействие их Зр-состояний, приводящее к неразличимости 1 к II координационных сфер по сравнении с идеальной ОЦК решеткой.

В шестой главе "Средние и локальные параметры сверхтонких магнитных взаимодействий и магнитных свойств в неупорядоченных сплавах Fe-Al, Fe-Si и Fe-P" прежде всего рассматриваются данные по концентрационным зависимостям интегральных магнитных свойств. Известные литературные и полученные в настоящей работе результаты по температурам магнитного упорядочения Тс приведены на рис.13. Полную зависимость Тс(С) удается получить только для Fe-Al сплавов. В сплавах Fe-Si и Fe-Al существуют концентрационные области, в которых Тс неупорядоченных образцов невозможно определить из-за структурной релаксации в процессе проведения измерений. Возможно, что структурной релаксацией, а также концентрационными неоднородностями по Р, возникающими в процессе приготовления образцов, объясняется постоянство Тс в опубликованном ранее ряде работ по аморфным сплавам Fe-P в интервале концентраций от 13 до 28 ат.Я Р. Это предположение основывается также на сравнении значений Тс ранее известных работ вблизи 28 ат. Я Р с данными, полученными независимо в настоящей работе на электроосажденных и затем измельченных образцах и в работе [71 на распыленных сплавах.

Если попытаться визуально усреднить не вызывающие сомнений результаты измерений Тс, то 'получатся зависимости Гс(С), представленные на рис.13 сплошными линиями. Можно заметить, что при заданной концентрации sp-элемента TcCFe-Al)>TcCFe-Si)> TcCFe-P). Условие Тс=0 выполняется при 70 ат.Я Al, 60 ат. % Si и 50 ат.Я Р. На кривой TLCC) для Fe-Al сплавов четко

v»»

прослеживается изменение угла наклона при СЯЗ ат.Я, то есть в концентрационной области 0-25 ат.Я Al, в которой согласно

— CiX —

30 й0 50 С(ат.1)

Рис.13.Температура магнитного упорядочения в

микрокристаллических и аморфных сплавах Fe-M CM=Al,Si,P): СА.о, О,+ ,ш, ф )-известные ранее литературные данные; •CFe-AI),lCFe-Si) .^CFe-PJ-настоящая работа, х-аморфные Fe-Si пленки 13.4}, DCFe-P)-опубликованные одновременно с настоящим исследованием 17], "*

конииптшя al са. (at.jí) Рис. 14.Средь.(й магнитный момент на атом Fe ЙСС) разупорядочен-ных сплавов Fe-Al:7.o.#,í,A,d -. литературные данные •.•-настоящая работа (4,2 Ю. Расчет т(С) согласно модели пу из 18] с 2=8 (1) и 2-14 (2);' расчет iñ(C) согласно модели .л^ 19] с п0=9 (3) и п0=9 (4); расчет ш(С) согласно модели п^. настоящей работы с 2=8 (5), 2=14 (6) и 2-S-14 СТ).

кг 20 30 40 со 60 го гашптлзи г., (ат.х)

Рис.13. Средний магнитный момент й(С) на атом Ге в неупорядоченных сплавах (а ¿-литературные данные;»-настояаая работа) -разупорядоченные кристаллические сплавы;(х-14]^-аморфные , пленки. Сплошные . линии-расчет й(С) согласно модели ггу настоящей раЗоты с Р^СС) для 2=8 (1).для 2=14 (2) и ДЛЯ 2= 8-14 сз).

- -

структурным данным реализуется "хорошая" ОЦК структура с хаотическим распределением атомов для 2=8 и в которой трудно было бы ожидать каких-либо аномалий магнитных свойств. Наличие такой особенности ь поведении ТсСС) может быть предположено и в сплавах Fe-Si при 11-12 ат.« S1. Кроме того, в сплавах Fe-Si обращает на себя внимание факт совпадения ТсСС), полученных в настоящей работе для раэупорядоченных кристаллических сплавов -CA.) и в работах 13,4) для аморфных пленок - Сх).

Данные по средним магнитным моментам на атом Fe iñ приведены на рис.14,15 и 16. Учет температуры измерений и отсутствия какой-лкбо атомной упорядоченности при отборе литературных данных приводит к хорошему совпадению опубликованных результатов и данных настоящей работы в раэупорядоченных кристаллических сплавах Fe-Al (рис.14). Для системы Fe-Si (рис.15) значения ЙСС) для раэупорядоченных кристаллических сплавов при 010 ат. « Si были впервые измерены в настоящей работе. Можно заметить, что также, как и для Тс(С), концентрационные зависимости й(С) сплавов Fe-Si для разупорядоченного кристаллического и аморфного состояний совпадают между собой. Для сплавов Fe-P (рис.16) необходимо отметить различие при С> 5 ат.« Р результатов настоящей работы и известных литературных данных. Возможной причиной меньших значений í в настоящей работе явл.:ется измельчение электрохимического Fe-P осадка в порошок в процессе приготовления образцов. Дополнительные измерения на аморфной ленте и аморфнном осадке Fe+18 ат. « Р до (ф ) и после (♦ ) измельчения в агатовой ступке показывают меньшие значения в последнем случае, что можно связать с более равномерным распределением Р в сплавах после измельчения. Данные, отмеченные на рис. значками О) и (■), являются рассчитанными значениями из мессбауэроьских измерений. Значения (тЭ из работы [7] должны быть заниженными, как это показано для сплава с 50 ат.« Р. БоГх-эе подробно эта процедура будет рассмотрена ниже.

К общим осооенностям поведения представленных зависимостей Äi( С) следует отнести существование концентрационных интерьалоь, где тСС) практически постоянно, затем медленное уменьшение до 2.0-2,1 и резкое падение до 0,8-1,0 Различие

зависимостей m(C.¡ состоит ь том, что концентрационные

í !.0

ю го ж> «о к

котмтфши Г ат.О

Рис.16. Средний магнитный момент на атои Ге я(С) в неупорядоченных сплавах Ге-Р: (¿,7,0.0- литературные данные; •-наст, работа)-магнитные измерения; ?-17); «-наст.работа)-рассчитанные значения из мессбауэровских измерений; 4 , | -наст.работа)-данные магнитных измерений для сплава Ге+18 ат.Н Р до и после измельчения, соответственно. 1 и 2 -модифицированные модели магнитной валентности Малоземэва [14,15); З-расчэт йСС) согласно модели наст.работы с учетом набора г*8-14.

ю го зо «о м во то

тхмтиря а с,,(ат х> Рис. 17. Среднее СТМП ЖС) для неупорядоченных сплавов Fe-Si : (7-[3,4);■-[ 5D-аморфные Fe-Si пленки ; ( • -( 77К) ; о-( 6К.) ) -настоящая работа.

1-линейная экстраполяция; 2-ра; значениями Нк и теопетическими

с и :о .-о •!.? за. »мадшт?«« t v

Рис. 18, Среднее СТМП К(С) в неупорядоченных сплавах Fe-P: (о.7-ранее опубликованные работы; С D-t 8);в-наст. работа)-полученные независимо друг от друга

:чет НС С) с экспесимонтальными

Р„ для

к

с Р(. для случайного набора.8-14.

:=8; 3-е Рк для ==14;

интервалы, в которых происходят аналогичные изменения, сдвинуты в область меньших значений.и уменьшается их протяженность в -' ^последовательности (Fe-Al)-»ÍFe-Si)-»CFé-P). Отметим, что резкое ... падение ЙСС) наблюдается при .30<СА, <56. 18<CSi <35 и 12<Ср<£8 ат К, то есть в тех интервалах, в которых осуществляется переход от Неупорядоченной структуры с z-8 к структуре с z=14. Из результатов измерений также следует, что т=0 при 70 ат.% Al, 60. ат.« Si и 50 ат.?; Р. . .

. Данные по' средним значениям СТМП Н для сплавов Fe-Al хорошо совпадали с известными литературными данными, если учитывать при отборе ранее - опубликованных результатов температуру измерений и разупорядоченное состояние исследуемых образцов При! этих условиях был сделан вывод, что Н=0 при 70 ат.'.; Al.

Для РК. сплавов Fe-Si отсутствовали какие-либо данные при 010 ат.?'. Si, а при CS10 ат.« известные результаты , опубликованных работ получены при Т1[ЗМ=300 К. Поэтому на рис. 17 приведены только данные,: полученные в настоящей работе для РК сплавов, а также результаты исследований на аморфных Fe-Si пленках [ 3-5) с '.концентрацией Si С225 ат. Из •-/ представленных на рис. 17 результатов прежде всего следует, что Н для РК. и аморфных Fe-Si образцов совпадают между собой и Н=0 при С=60 ат. ?í Si. . /

В случае сплавов Fe-P обнаружен значительный разброс данных за исключением низкоконцентрированной области Срис.18). О некоторых возможных причинах несовпадения результатов упоминалось выше. Дополнительно расхождение результатов в Tí может возникнуть из-за различных подходов нахождения Н из мёссбауэровских спектров.. Использование для оценки Б априорного : ' оиношшального'распределения СТМП или расчет Н из Р(Н) без - учета наличия в спектрах немагнитной части может привести в переоценке Н. В последнем случае, как это было сделано ь опубликованной одновременно с настоящим исследованием работе Г71, наиболее ярко переоценка видна на примере сплава с 50 ат.Х Р. которому приписано значение 11=32 кЭ, в то время как НС состоит только Из парамагнитного дублета. С учетом этих .замечаний, можио утверждать, что в неупорядоченных сплавах Fe-P . Н=0 при 50 ат-/« Р. .■•■.-

•• ■• Полученные на одних и тех же образцах данные по Н и fñ даст

возможность проследить за изменением отношения Н/га в зависимости от концентрации и типа : sp-элемента,- в, неупорядоченных системах. Оказалось, что данное отношение не зависит от типа sp-элемента и все полученные значения для сплавов Fe-Al, Fe-Si и Fe-P описываются линейной/зависимостью, изменяющейся от 155 кЭ/fig для 0 до 110 кЭ'мв для 50 ат. Н sp-элемента. Из зависимости Н^тйС с) были оценены по имеющимся значениям средних СТКП в аморфных высококонцентрированных сплавах Fe-P средние величины магнитного момента на атсм Fe, приведенные на рис.16 значками (»О для Н из 17] и (в) для настоящей работы. ■

Из сравнения экспериментальных данных Н с линейно экстраполированными из начальных участков кривыми 1 следует, что ÍÍ уменьшается линейно в интервалах 0-15 ат-V, Al, 0-10 ат.и Si и 0-3 ат.Р. то есть в концентрационных областях, в которых тСС) не зависит от содержания соответствующих легирующих sp-элементов. В целом зависимости Н, нелинейны, ' причем концентрационные интервалы с максимальной степенью уменьшения Н и критические концентрации, при которых Н=0 С70 aT,?í Al, 60 ат.'/. Si и 50 ат. ч Р), совпадают с таковш.ш для зависимостей т(С) и ТсССХ Корреляция в поведении зависимостей.НСС) и SCCÍ отражает тот факт, что значения средних СТМП, полученные из' функции РСН) без использования априорных . сведений о характеристиках локального атомного.. окружения, является аналогом значений средних магнитных моментов. на атсм Fe, рассчитанных из удельной намагниченности насьаения с точностью до вклада от поляризации 4з-электрснов проводимости. 'Влияние поляризации прослеживается на зависимости H-tiíC) и . в постоянстве iñCC) в вышеуказанных концентрационных интервалах/

Дополнительные сведения о влиянии концентрации и типа легирующих sp-элементов могут быть получены из -концентрационных зависимостей среднего изомерного сдвига <ЗС С) относительно я Те С рис. 19). В последовательности CFe-AlHC Fe-Si )-»CFe-PJ кривые <5 (С) сдвигается влево по оси концентрации.. Несмотря на большую погрешность измерений СО.02 мм.с), можно обнаруинь изменение угла наклона ¿ÍCJ при 15 ат. % Al.. 10 , ат.« Si и 3 ат.% Р.. постоянство среднего магнитного момента на атом Fe до указанных -концентраций означает, что роль Sd-злектронов Fe ъ формировании

-i-------т-

0 10 20 30 40 50 60 Концентрация с íat-Jí)

Рис,19. Средние изомерные сдвиги ЗСС) в микрокристаллических ц аморфных сплавах Fe-Al, Fe-Si и Fe-P:t о,*,03-настоятая работа; Сх.Д.Ш.Д. 4 . ф 3-литературные данный; С A, t-l 4,51 3 -аморфные Fe-Sl • Пленки.

J00

)• —,—г, — \V\ Fe-Al YN/V/Fe-Sl

D* Q \\У Г»-Р -

з-' ' ■J 1 1 \\Л/ F*~Al Y\X/F,-P

1 1 1 \ \ \

0 1 2 5V6 ?8

Рис,20.Локальные сверхтонкие

магнитные поля Н^-СаЗ, модели локальных магнитных моментов на атоме Fe ¡а^СбЗ-настоящая работа; модели \ ь; сплавах ve-Al-СьЗ: 1-Бек и др. 18)С19е7г. 3;2,3-Беэнус и Др. 191 С1б75г.3;4-Покатилов 111] С1994 г.)

к .11 12 11 10 9 8 7 8

п (Ti i I « П «СО?» сферз»>

IK С) i! 3(C) пренебрежимо мала а уменьшение НСС), также как и возрастание 3(C), определяется уменьшением спиновой и зарядовой плотности 4s-подобных электронов на. ядре, Fe при их .вовлечении в химическую * связь с' Зр-электронами sp-атомов. ■ Этот : вывод полностью соответствует .отсутствию каких-либо' изменений в структуре валентной полосы раэупорядоченкых сплавов Fe-Si в интервале от 0 до 11 ат.'-í Si С гл. 5). Уменьшение й(С) и НСС), возрастание 6СС) при дальнейшем" увеличении концентрации эр-элементов обусловливается изменениями в Зс1-подсистеме Fe при гибридизации Зс1-соетояний Fe с Зр-состояниями sp-атомов.

Однако, следует отметить наличие'ярко вырааенного.максимума на кривых' 3(С) для сплавов' Fe-P и-Fe-Si и отсутствие такового для Fe-Al сплавов; К настоящему времени . нет ясного понимания причин происхондения максимумов. "Можно лишь предположить на. основе их положения, совпадающего с концентрационным-интервалом неупорядоченных структур с координационным числом. z=l4, я возможности р-электронов . иметь отличную' от нуля зарядовую плотность на ядре Fe, что причиной их появления является взаимодействие Зр-состояний sp-атомов и образование собственно р-зоны sp-атомов 16J. Тогда числом Зр-эяектро.чсв- у них будет определяться, положение максимума 3(C) на оси концентраций/для сплавов Fe-P и Fe-Si и его отсутствие для сплавов Fe-Al в. рассматриваемой области:концентрации. Наконец, так же как- для Тс и in, данные по СТМП и изомерным сдвигам совпадают для ; микрокристаллического и аморфного состояний в системе'Fe-Si.

Из обработки мессбауэровск'их - спектров ,в модельном дискретном представлении были найдены так?.? значения, локальны:-: СТМП Нк. Усредненные по "концентрации, значения Hj. приведена на рис.ЕОСа), из которого видно, что можно выделить.две,'области с различным поведением Нг от К.с.точкам!-Пересечения (К').разными 3,1 для Fe-Al, - (2,4-3,5). для Fe-Si и' 41,7-1.8) для Fe-P сплавов: Принимая во .внимание результаты исследований, электронной структуры, анализ, относительного изменения средних ■ магнитных моментов на атом Fe"'в Offií разупорядочеккыз спяаЦх и положительные значения изомерного - сдвига 1 в . сплавах относительно -a-Fe. можно заключить, что при числе .атомов sp-элементов Собозначим из чэр?э М) в бяижайзем окружении атома Fe К<Y,' Fe-M связи косят 4зр(Ре)-Зр(М) характер, а при ■ КЖ'

образуются ковалентные связи типа 3d4spCFe)-3pCM), M=AI,Si,Р.

Кроме того, на рисунке можно обнаружить, что изменения в локальных СТМП на один sp-атом в ближайшем окружении атома Fe возрастают в последовательности Al-»Si-»P, Наиболее ярко это проявляется при КЖ'. В итоге критическое число атомов sp-элемента в ближайшем окружении атсма Fe К^, при котором локальное СТМП становится пренебрежимо малым или равным нулю для неупорядоченных систем Fe-Al, Fe-Si и Fe-P, различно и оценивается в 8 для Al, 7 для Si и 6 для Р.

Впервые полученные в полном объеме локальные сверхтонкие магнитные поля 11, однозначно указывают их нелинейную зависимость от числа К sp-атомов в ближайшем окружении железа и влияние на HR типа легируюаего элемента.

Используя данные.о локальной атомной структуре и локальных СТМП R., были рассчитаны концентрационные зависимости срер^: СТМП НСС) по . выражению (2), которые гравнивались со значениями Н, полученными их функций РСЮ. . Прежде всего были рассчитаны зависимости Ч'СС.для Р*СС), определяемых выражением С 7) для биноминального распределения 2=8 Скривые 2 на рис.17,18) и z=14 (кривые 3 на рис.17,18). Очевидно, что нелинейное поведение позволяет объяснить нелинейность Н(С) в области 13 ат.% Al, 10 ат.% Si и 3 ат.Р. Вместе с тем, с . увеличением концентрации sp-элемента (примерно с 25-30 ат.% А1, 18-20 ат. Я Si и 10 ат.% Р) рассчитанные для z=8 зависимости Н(С) превышают значения, найденные из РСН), тем больше,_ чем выше содержание sp-элемента. С другой стороны, НСС), рассчитанные для 2=14, хорошо согласуются с данными из Р(Н) для сплавов Fe-Al при С>55 ат.%, сплавов Fe-Si при С>33 ат.'/. и сплавов Fe-P при С>20 ат. %. Тем самым, обращение в ноль Н при С=70 ат.% Al. 60 ат.'-í Si и 50 ат.•/. Р объясняется видом зависимостей ИСК) и реализацией в высококонцентрированной области локальной атомной структуры с координационным числом ближайшего окружения атомов железа z=14. В промежуточных интервалах концентраций, характеризующихся хаотическим набором координационных чисел 2=8-14 со случайным распределением атомов для каждого 2, были рассчитаны зависимости Н(С) для Р®~'\а, определяемые.выражениями ■ (8). .Рассчитанные зависимости НС С) представлены на. рис. 17,18. кривыми 4 и. показывают хорошее

согласие с данными Н, рассчитанными из функций распределения РСГО.

Предложенные модели локальных магнитных моментов на атом железа тк для сплавов Fe-Al, Fe-Si и Fe-P приведены на рис. 20. (б). Величины гпк выбирали на основе следующих экспериментальных данных и соображений. Наличие концентрационных интервалов, в которых ¡iiCC) не изменяется, и изломов на зависимостях НСЮ при К-К' указывало на то, что п^ при К<К' должен быть близким к магнитному моменту в о-фазе, то. есть к 2,2 ив. Или, по крайней мэре, учитывая возможное наличие малого магнитного момента на sp-атоме, как это было обнаружено ранее'для атома Si CmSi=-0.06 fíg) в сплаве Fe^Si, ni, на атоме Fe может быть, несколько ниже 2,2 при KÍK'. Появление числа КЖ' sp-атомов в ближайшем окружении атома Fe должно призодить к изменению п^ вследствие вовлечения в связь с sp-атомом ЗсЬэлектронов Fe. Предполагая далее, что при КЖ' отсутствует для рассматриваемого атома Fe вклад от 4з-подобных электронов проводимости на.ядре Fe, можно говорить о пропорциональности между п^ и 1L. Затем, используя найденные значения К^, при которых HR и. соответственно, eu равны 0, можно построить полные зависимости тСЮ.

• Необходимо подчеркнуть главную особенность моделей пи, представленных на рис.20Сб). Обычно считается в . модели локальных магнитных моментов [8,9], что магнитный момент рассматриваемого атома железа определяется прежде всего числом атомов железа либо в I 18], либо в I и II [93 координационных сферах. В настоящей ■работе акцент делается на определяющее влияние числа К sp-атомов в ближайшем окружении атома железа в формировании локальных СТМП Н^ и магнитных моментов пу. Формально, при проведения расчетов НСС) и râCC) в рамках только ближайшего окружения для одного и ' того - же координационного числа эти два подхода одинаковы. Однако, если при увеличении концентрации легирующего элемента происходит изменение координационного числа, или рассматривать несколько координационных, сфер, результат расчетов HCG) и тСС) будут различаться для этих двух представлений. С физической точки зрения установленные в настоящей работе закономерности структурных изменений, концентрационное поведение 'зависимостей ас С), Т (С). НСС) и й(СУ показывают'.определенное влияние на

них типа легирующего sp-элемента. Кроме того, нелинейное повеление локальных магнитных моментов п^ СТМП Н^ подразумевает изменение на локальном уровне характера ковалентных связей атомов железа и sp-элементов СЮ от 4sp(Fe)-3pCM) к 3d4spCFe) -ЗрСЮ при определенном числе К'. Тот факт, что К';KKpCFe-Al) > K';KKpCFe-SÜ > К' ;KKpCFe-P) является отражением разного числа Зр-электронов у Ai, Si и Р и, соответственно, приводит к необходимости учета: при анализе локальных магнитных характеристик Н^ и п^ прежде всего типа и числа sp-атомов в ближайшем окружении атома железа.

В общем виде предложенные в настоящей работе модели mR значительно отличаются от одноступенчатых моделей Джаккарино-Уолкера, использованных ранее для сплавов Fe-Al 18,91Ссм. рис.20,в, кривые 1-3), а также от модели координационных связей Корба [10), согласно которой в ОЦК структуре ni=const. Отметим также предложенную совсем недавно С1994 г.) Покатиловым модель локальных магнитных моментов для быстрозакаленного сплава Fe^Al.^ 111). Качественно данная модель совпадает с моделью п^ настоящёй работы для сплавов Fe-Al (рис.20,в,кривая 4). Однако имеются и существенные отличия: 1)число атомов Al в ближайшем окружении атомов Fe, при котором 1^=0 Ккр=7; 2)при изменении К от 0 до 3 в модели [11) п^ уменьшается с 2.2 до 1,8 рв-

Рассмотрим возможность использования опубликованных в литературе моделей локальных магнитных моментов в неупорядоченных системах железа с sp-элементами, большинство из которых применялись к сплавам.Fe-Al.

На рис.14 (кривые 1 и 2) приведены результаты расчета при z-8 и 2=14, соответственно, для исторически первой модели типа Джаккарино-Уолкера в Fe-Al сплавах [3]Сем. рис.20,в, кривая 1). Из рис.14 видно, что с помощью рассчитанных кривых 1 и 2 нельзя описать экспериментальную зависимость шСС). Модель mfJ8] находится в соответствий с мессбауэровскими и магнитными измерениями только для упорядоченных Fe-Al сплавов 18,12), в то время как для раэупорядоченных сплавов ее использование подразумевает сильное нарушение корреляции между пу и Н,..

Относительно моделей \ из [91 можно сделать два основных замечания, первое из которых полностью повторяет вкие сказанное

для m^t 8J о нарушении корреляции, второе - касается утверждения 19J, что влияние I и II координационных сфер идеальной 01IK, решетки на магнитный момент атома Fe одинаково, а величина момента определяется общим числом атомов Fe в I и II сферах. Данное утверждение противоречит известным результатам мессбаузровских и нейтронографических исследований, показывающих, что для идеальной ОЦК решетки влияние II сферы во много раз меньше I.

Для сопоставления различных моделей на рис. 14,кривые 3 и 4 приведены расчеты тСС) для моделей п^ из [81 с nQ=8 (рис.20,в, кривая 3), п0=9 (рис.20,в, кривая 2) и z=14. Из сравнения с экспериментальными данными следует, что они могут быть описаны кривой 3 (п0=8), однако применимость модели Иу. из (81 для объяснения й(С) разупорядоченных Fe-Al сплавов выз1©ает сомнения по вышеуказанным причинам.

Модель локальных магнитных моментов для сплавов Fe-Al, предложенная Покатиловым 111), дает значительно более низкие значения ЙСС) по сравнению с экспериментальными данными. Из рис.14 видно, что для сплава Fetl5 ат.Я Al й=2.2мв, как и в чистом железе. Используя значения п^ из tllJ и Р* для z-8 и 14. получим fii(z=8)=2,0 м0 и m(z=14)=l,8 м0.

Таким образом, на примере Fe-Al системы можно сделать вывод, что ни одна из ранее существующих и позднее появившихся в опубликованной литературе моделей локальных магнитных моментов не может объяснить без использования непротиворечивых предпосылок полную концентрационную зависимость среднего магнитного момента на атом Fe m(C) в разупорядоченных сплавах.

Рассмотрим применимость предложенных моделей и данных по локальной атомной структуре в настоящей работе для описания зависимостей й(С) в микрокристаллических и аморфных сплавах Fe-Al. Fe-Si и Fe-P.

Расчет й(С) для неупорядоченных сплавов Fe-Al в соответствии с ш}. и Р* для z=8, z=14 и случайного набора координационных чисел z от 0 до 14 представлен на рис. 14 кривыми 3, б и 7. Сравнение кривой S (z=8) с экспериментальными данными показ!®ает, что нелинейное повеление яу позволяет описать нелинейность й(С) в области С=15 ат. Al. однако при высоких концентрациях Al наблюдаются существенные различия. В

то же время крмая 6 íz=14) согласуется с экспериментальны:.!!! данными при О 50 ат. % Al. Тем самым обращение в ноль т(С), так же как и НСС), в разупорядоченных сплавах Fe-Al при С=70 ат. '<'. Ai объясняется видом зависимости mR, где газ=0, и реализацией в высококонцентрированной области локального окружения атома Fe с z=14. . .В промежуточном интервале концентраций от 25 до 55 ат. •/» Al экспериментальные ' данные описываются . теоретической зависимостью, (кривая 7 рис. 14Х, рассчитанной с использованием Р^СС) для случайного набора координационных чисел z=8-14 и хаотического распределения атомов ддя каждого 2.

Подобным образом были -рассчитаны зависимости iñ(C) для сплавов Fe-Si- с использованием модели п^, представленной на рис. 20,6, кривая 2. Результаты расчета прёдставлены на рис.15 кривыми 1 Cz=8), 2 Cz=14) и 3 Cz=8-14). Также как и для сплава Fe-Al удалось достичь хорошего ■ описания концентрационных зависимостей йСС) как микрокристаллических, так и аморфных сплавов железо-кремний.

Для сплавов Fe-P на рис, 16, кривая 3 приведена только обобщенная рассчитанная зависимость míС) согласно модели из рис.20,6, кривая 3 и с учетом Р®"14(С) в интервале концентраций от 7 до 20 ат.Н Р: Рассчитанная кривая хорошо согласуется с .экспериментальными значениям! настоящей работы, и качественно объясняет'всю совокупность известных результатов измерений. Кроме того, она позволяет понять полученное значение Скр=50 ат.% Р, при котором исчезают кооперативные магнитные явления. Таким образом, предложенные в . настоящей работе - модели гак и Р*(С).' удовлетворительно объясняют как общие, так и отличительные черты в позедении концентрационных зависимостей й(С).

■До сих пор основное внимание уделялось моделям локальных магнитных , моментов, так : как ' существующие ранее феноменологические модели - переноса заряда и магнитной валентности Малоземова £13], основанные на принципах зонного магнетизма, фактически не, давали , приемлемого описания экспериментальных'результатов в. неупорядоченных сплавах железа с sp-эяементами. Тем не 'менее, авторы работ [14,16], опубликованных в период выполнения -настоящего исследования, вновь обратились к обсуждению, проблемы применимости модели магнитной валентности Малоземова, которая также имеет название

"обобщенная кривая Слзтера-Полинга". Рассчитанные зависимости. ш( С) для сплавов Fe-P согласно модифицированным „ моделям представлены на рис. 16 кривыми 1 и 2. И в. том, и в другом случае наблюдается согласие с экспериментальными результатами, опубликованными ранее, и значительное расхождение с данными настоящей работы. Однако, независимо .от, экспериментальных данных для аморфных сплавов в интервале от Í4 до 25 ат.% Р существуют два принципиальных ограничения и для использования модифицированных моделей 'магнитной валентности, Экстраполяция на нулевое содержание Р дает значение'^=2,6 и 2,48 вместо 2,2 мв в a-Fe, а при критической концентрации, для которой согласно [7] и настоящей работы т=0, модифицированные модели дает 0,6 и 0,4 .

Таким образом, существующие феноменологические модели, основанные на принципах зонного магнетизма, не могут объяснить экспериментальные данные по магнитным , ; свойствам в неупорядоченных сплавах келеза csp-элементами. Тем не менее большой интерес вызывает ' опубликованная , недавно- в U6J Аржниковым н Лобышевой микроскопическая теория, в которой при, использовании двухзоаной модели Хаббарда удалось показать для простой кубической решетки зависимость магнитного момента на атоме железа от ближайшего окружения. Фактически эта теория дает обоснование для ' .экспериментаторов использовать при объяснении магнитных свойств . модели локализованных магнитных моментов типа Дкаккарнно-Уолкера.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 1Í ВЫВОЛЫ

В настоящей работе с помощью зффекта: Мессбауэра выполнено исследование природы, формирования магнитных .свойств в микрокристаллических и аморфных сплавах железа'с sp-элементами. (Al.Si.P), основной итог,которого заключается з определяющем влиянии на свойства характеристик локального окружения атомов железа: лекальные магнитные параметры, вероятности локальных конфигураций с различным соотношением атомов Fe и sp-злементов, координационное число Z ближайшего окружения. Развитое' направление позволяет рассматривать многие физические макроскопические явления как результат их формирования на локальном .микроскопическом уровне.

I.K осногнпм конкретным наиболее важным результатам

— 4'i. -

настоящей работа можно отнести:

1.С использованием механической активации получены во всей концентрационной области существования кооперативных магнитных явлений раэупорядоченные кристаллические сплавы Fe-Al и Fe-Si (механическое измельчение в шаровой планетарной мельнице), микрокристаллические и аморфные сплавы Fe-P (электрохимическое осаждение и последующее измельчение).

2.Установлены основные закономерности формирования макроскопической и локальной атомной структуры. В формировании локальной атомной структуры выделено три концентрационных интервала реализации неупорядоченных структур с координационным числом Z=8 (I). набором Z от 8 до 14 (II) и 2=14(111). Положение переходной области II закономерно смещается в сторону меньших концентраций sp-элемента в последовательности CFe-Al)-»(Fe-Si)- (Fe-p).

3. На основании известных и полученных в настоящей работе экспериментальных результатов установлены как общие закономерности, так и различия в поведении магнитных свойств в зависимости от концентрации и типа легирующих sp-элементов в неупорядоченных сплавах Fe-Al, Fe-Si и Fe-P. Обнаружено, что концентрационные зависимости существенно нелинейны и наиболее резкое их изменение совпадает с переходными областями II. При заданной концентрации, sp-элемента значения интегральных магнитных параметров й, Н, Тс увеличиваются в последовательности (Fe-P)-»(Fe-Si)-»(Fe-Al). Сделан вывод о том, что топологический беспорядок не оказывает определяющего влияния на . формирование целого ряда магнитных свойств в неупорядоченных сплавах Fe-Si.

4.Установлены полные зависимости локальных сверхтонких магнитных полей от числа К атомов Al(Si,P) в ближайшем окружении атомов железа, 'основной особенностью которых является их нелинейность и обращение в ноль при Ккр=8(А1), 7(Si) и 6СР). На основании вида зависимостей с учетом вклада от поляризации электронов проводимости предложены модели локальных магнитных моментов .

5.Концентрационные зависимости магнитных свойств НСс) и шСс) рассматриваемых неупорядоченных систем впервые единым образом объяснены во всей области существования кооперативных

магнитных явлений через характеристики локального атомного окружения. В частности, были объяснены значения критических концентраций, при которых средние магнитные параметры обращаются в ноль. :

6. Предложена качественная модель для . объяснения всей совокупности полученных результатов, основанная ча характере межатомных взаимодействий атомов железа и sp-злементов и атомов sp-элементов между собой.

II. В работе был также получен ряд методических и практически важных результатов. Среди них:

1.Предложен в систематизированном виде методологический подход к анализу результатов мессбаузровского и магнитного экспериментов.

¿.Показано, что для большинства мессбаузровских спектров неупорядоченных сплавов корректная модельная дискретная обработка с целью получения локальных характеристик может проводиться только в приближении I координационной сферы.

3.Впервые исследованы физические свойства и параметры локального атомного окружения метастабильных гомогенно упорядоченных по ДО^-типу сплавов Fe-Si с концентрацией Si от 25 до 33 ат. которые вместе со стабильными упорядоченными . сплавами (11-25 ат.% Si) были использованы для апробирования мессбауэровской методики при изучении связи между средними и . локальными параметрами.

4.Метод механической активации может быть во многих случаях успешно использован для • получения тонкодисперсных неупорядоченных порошков со статистически однородным распределением атомов как при воздействии на исходно монофазные так и многофазные системы. Выполнены. экспериментальные оценки характерных размеров механоактивированных областей (7-10 мкм).

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Елсуков Е.П.. Баринов В. А., Галахов. Б.Р. , Юрчиков Е.Е., Ермаков А. Е. Переход порядок-беспорядок в сплаве Fe_Sí при механическом измельчении//фЫМ. -1983. -Т. 50. -N 2. -С. 337-340.

2. Елсуков Е. П., Баринов В. А., Лапина Т.П., Галахов

В. Р. .Коныгин Г.H. Кинетика упорядочения в сплаве Fe^i/vGMM. -1985. -Т. 60. -Н 5. -С. 925-931.

3. Елсуков Е. П. . Бариноз В. Л. , Коныгин Г. Н. Влияние перехода порядок-беспорядок на структурные и магнитные свойства ОЦК сплавов железо-кремний//ФММ. -1986. -Т. 62. -Н 4.-С. 719-723.

4.Елсукоз Е.П., Коныгин Г. iL Сверхтонкие взаимодействия в раэупорядоченных OLK сплавах желеэо-кремний//В кн. : Физика и механика твердого тела: приборы и методы исследований. Свердловск, УЩ АН СССР, 1987.-С. 3-11.

5. Елсуков Е. П., Добышева Л. В. , Шабанова И. Н. Исследования электронной структуры сплавов Fe-Si/'Изв. АН СССР, Металлы. -1988. -N 3. -С. 170-172.

6. Воронина Е. В., Елсуков Е. П. Исследование тонкой структуры мессбауэровских спектров поглощения с помощью аппаратурного и математических методов. Ижевск, 1988.-9с.-Деп.рук.ВИНИТИ, N 5795-В88.

7. Елсуков Е. П.. Воробьев Ю. П., Трубачев А. В. , Баринов В. А. , Григорьева Л. Ю. Структурные и магнитные свойства

'электроосажденных ' сплавов железо-фосфор. Ижевск,1988,-27 с. -Деп. рук. ВИНИТИ, N 8723-В88.

8. ïelsukoY Е. Р., Konygin G.H. Hyperfine interaction in BCC disordered alloys iron-siliconz/Proc. Int.Conf. on "Physics of transition metals'. USSR, Kiev, Naukova Dumka, 1989, Part 2.-P. 204-207.

9. Елсуков E. П., Коныгин Г. H. Ядерная гамма-резонансная спектроскопия раэупорядоченных сплавов железо-кремний//ФММ.-

• 1989.-Т. 67.-N 2.-С. 301-310.

10. Елсуков Е. П., Баринов В. А. , Коныгин Г. Н. Структурные и магнитные свойства упорядоченных сплавов Fe-Si//Металлофизика. -1989. -Т. 11. -N 4. -С. 52-55.

11. Елсуков Е. П>, Коныгин Г. Н., Баринов В. А., Воронина Е. В. Роль композиционного и топологического беспорядков в формировании магнитных свойств сплавов железо-кремний//Тезисы докл. Вс.еоюэн. симпозиума по физике аморфных •магнетиков. Красноярск: ИФ СО АН СССР, 1989.-С. 37.

12. Yelsukov Е.Р. , Konygm G.N. , Barinov V. А., Voronina E.V. Magnetic properties and hyper 1'ine interactions in ordered b.c. c. alloys , iron-silicon//Book of

Abstr.Int.Conf.Appl.Mossbauer Effect.Budapest, Hungary,1989. -P. 2.79. a.

13. Елсуков E. П. , Воронина E. В. , Баринов В. А. Структура и магнитные свойства измельченных порошков сплавов железо-алюминий//Тезиси . докл. Всесогон.конф. "Прикладная мессбауэровская спектроскопия". Казань:КГУ, 1990.-С. 56.

14. Elsukov Е. Р. , Vorobev Уи. Н., Trubachev А. V. , Ваг1 nov V. Л. Structure and magnetic properties of Fe-P electro-deposited alloys/'Phys. Stat. Sol. Ca). -1990. -V, 117. -N 1. -P.291-298.

15. Елсуков Е.П. , Тарасоз В. В. , Филиппов О.И. , Кокыгин Г. Н. Структура и свойства приповерхностных, слоев сплавов железо-кремний после отжига и абразивного изнашивания/УТрение и износ. -1990. -Т. 11. -N 3. -С. 509-512.

16. Елсуков Е. Г1., Коныгин Г. 11, Воронина Е. В. Локальная - атомная структура и сверхтонкие взаимодействия в метастабильных высококонцентрированных сплавах келезо-кремний с Л0з сверхструктурой/^Металлофизика. -1990. -Т. 12.-N 6. -С. 75-80.

17.Елсукоз Е.П., Воронина Е.В. Восстановление Функций распределения сверхтонких магнитных полей в разупорядоченных сплавах железо-кремний/^Ядерно-спектроскопические методы исследования сверхтонких- взаимодействий: Me.rep.III Всесскзн. совеа. М.; Иэд-во МГУ, 1990.-С. 91-97.

18. Елсуков Е. П. , Чураков В. П , Коныгин Г.Н. , Баянкин В. Я. Влияние перехода порядок-беспорядок на электронную структуру сплавов Fe-Siz/Изв.АН СССР, Металлы.-1S91.-N 1.-С. 172-174.

19. Voronina Е. V. , Ageev A.L. . Yelsukov Е.Р. Estimation of anisotropic parts of magnetic hyperfine field from Fe based alloys Mossbauer spectraz/Book of Abstr. Int. Conf.Appl. Hossbaue- Effect. Nanjing, China, 1991.-P.3.41.

20. Elsukov E. P. . Vorobev Yu. N.. Trubachev A. V. Local atomic structure and hyperfine interactions in electrodeposited Fe P C1.8<x<45) ailoys-vPhys.Stat.Sol. Ca). -1991. -V. 127. -

i о о - x :< J '

P. 215-222.

21. Елсуков E. П. Анализ формирования локальных и -средних" магнитных моментов в неупорядоченных двойных системах хелеза с А1, Si и Р по данным ыессбаузроьской слектроског.ии-'/Тезпсы докл. -XIX Всесоюэн. кснф. по физике магнитных явлений. Ташкент; ТГУ. 1S91. -Часть Ш.-СЗБ17.

- 4Б -

22. Yelsukov E. P.. Barinov V. A.. Ovetchkin L.V. Synthesis of disordered FesC alloys by mechanical alloying of iron powder with liquid hydrocarbon Uoiuene)//J. Mater. Sci. Lett. -1992. -V. 11.-P. 662-663.

23. ElsukoY E. P., Konygin G.N.. Barinov V.A.. Voronina E. V. Local atomic environment parameters and magnetic properties of disordered crystalline and amorphous iron-silicon alloys// J. Phys.:Condens. Matter. -1992. -V. 4. -P. 7597-7606.

24. Yelsukov E.P., Voronina E.V., Barinov V.A. Mossbauer study of magnetic properties formation in disordered Fe-Al alloys// J. Magn. Magn.Mater. -1992. -V. 115. -P. 271-280.

25. Елсуков E. П.. Коныгин Г. H., Воронина Е. В., Баринов В. А. . Рейман С. И. Влияние механического измельчения на структуру и магнитные свойства силицидов железа//ФИМ. -1S92. -N 8. -С. 87-95.

26. Елсуков Е. П.. Коныгин Г, Н., Воронина Е. В.. Воробьев Ю. Н. ЯГР исследования формирования магнитных свойств в неупорядоченных системах Fe оо xMxCM=Al,Si.P)//lfeb. РАН. сер.физическая. -1992 -Т. 56. -Н 7.-С. 119-123.

27. Елсуков Е.П., Коныгин Г.Н., Рейман С. И., Баринов В. А. Параметры сверхтонких взаимодействий в силициде FesSij// Матер.IV Межд.совещания по ядерно-спектроскопическим исследованиям сверхтонких взаимодействий. -М. МГУ, 1992. -С. 106-109.

28. Voronina E.V. , Ageyev A.L. , Yelsukov E.P. Using an improved procedure of fast discrete Fourier transform to Mossbauer spectra hyperfine parametersz/Nuclear Instr.and Methods in Physics Res. -1993. -V; B73. -P. 90-94.

29.Елсуков E.П. Механическое сплавообразоЕание и механическая модификация сплавов железа с зр-элементами//Докл.I Росс, университетско-академической научно-практ. конф. Ижевск:УдГУ, 1993.-С. 57-64.

30. Елсуков Е. П. , Баринов В, А., Овечкин Л. В., Воронина Е.В. Синтез карбидов железа при механическом сплавлении порошка железа с жидким углеводородом//Вестник УдГУ. -1993. -N 5(2).-С. 3-12.

31.Елсуков Е.П'. Структура и магнитные свойства микрокристаллических и аморфных бинарных сплавов железа с sp-злеыентами СА1,Si,Р)//ФММ. -1993. -Т.76. -N 5.-С.5-31. Обзор.

'■¿Z. Елсуков Е. П., Яковлев В. В.. Баринов • В. А. Деформационное атомное перемешивание при измельчении многофазного сплава Fe,3Sna7//iMM. -1994. -Т. 77. -N 4. -С. 131-137.

33. Yermakov A. Ye.. Yelsukov Ye. P. .Barinov V. A.' Magnetism disordered 3d-metals based compounds by mechanical grinding//Digets of INTERMAG Conf. .Stockholm,Tweder,.1993. -P.ED-12.

34. Yelsukov E.P. , Vorobyov Yu. N. , Arbusova Т. I., Smolyak LB. Average and local magnetic moments on Fe atoms in micricrystalline and amorphous Fe P alloys-vJ. Magn. Magn. Mater. -1994. -V. 130. -P. 44-50. *

33. Arzhnikov AX , Dobysheva L. V., Yelsukov E, P. Influence of Stoner-type excitations on the formation of magnetization and magnetic order in disordered metal-metalloid alloys// J. Appl. Phys. -1994. -V.76. -H 10. -P.

Цитированная литература

1. Вонсовский С. В. Магнетизм. -М.: Наука, ; 971. -1032 с.

2.Jaccarino V. , Walker L.R. Discontinuous occurence of localized moments in metal//Phys. Rev. Lett. -1965. -V. i5. -N 6.-P. 258-259.

3.Marchal G. , Mangin Ph., Piecuch M., Janot Chr. Mossbauer study of magnetic ordering in amorphous Fe-Si alloys// J. Phys. -1976. -V. 37. -N 12. -P. 763-768.

4.Mangin Ph., Marchal G. Structure and magnetic properties in FexSij к amorphous alloys//.'. Appl. Phys.-1978.-V. 49.-N 3.-P. 1709-1711.

5.Bansal C., Campbell S.J., Stewart A.M Mossbauer and magnetic resonance experiments on amorphous iron-siliccn films//.' Magn. Magn. Mater. -1982. -V. 27. -P. 195-201.

6. Анисимов В. И. , Постников А. В. , Курмаев Э. 3.. Бих Г. Влияние разупорядочения на электронную структуру и рентгеновские спектры Fe3Si//<lMM. -1986. -Т. 62. -К 4. -С. 730-733.

7. McCally P.. L. , Moorjani К. Magnetic and hyper fine interactions in amorphous - Fe-P alloys//.'. Appl. Phys. -1990 -V. 67. -N 3. -P. G784-578G.

8. Srinivasan T M.. Claus H., Viswanathan P.., Beck P. A. . Bardos D.I. --In book:Phase stability m metals and alloys. Eds. Eudman P.S .Stringer J.. . Jaffa P.. I. -MeCr дл'-P.ill,

New-York. 1967. -P. 151.

9.Besnus M, J., Herr A.. Meyer A. J.P. Magnetization of disordered cold-worked Fe-Al alloys up to 51 at. я Al// J. Phys. F.: Metal. Phys. -1975. -V. 5. -P. 2138-2147.

10.Corb B, W. Magnetic moments and coordination symmetry in bcc Fe-M alloysz/Phys.Rev.B. -1985. -V. 31. -N 4. -P. 2521-2523.

11.Pokatilov- V. Local atomic and magnetic structures of microcrystallme Fe-Al alloys// J.Magn.Magn.Mater. - 1994.-V. 133.-P. 86-89.

12.Рыженко Б. В. , Голобородский Б. Ю.. Заборов А. В. , Гельд П. В. Исследование плотности распределения магнитных моментов атомов с помощью мессбауэровской спектроскопии//ФММ. -1984.-Т. 58. -N 6. -С. 1153-1163.

13. Malozemoff A. P., Williams A.R.. Moruzzi V. L. "Band-gap" theory of strong ferromagnetism: Application to concentrated crystalline and amorphous Fe- and Co-metalloid alIoys//Phys, Rev. B. -1984. -V. 29. -N 4. -P. 1620-1632.

14. Stein F.. Dietz G., A critical discussion of some models for the concentration dependence : of magnetic moments lri amorphous and microcrystalline alloys of Fe, Co or Ni with P//J. Magn, Magn. Mater. -1992. -V. 117. -P. 43-60.

15.Sostarich M. Generalized Slater-Pauling curve and the role of metalloids in Fe-based amorphous alloys//J.Appl. Phys.-1990. -V. 67. -N 9. -P. 5793-5795.

16. ArzhnikOY A. K.. Dobysheva L. V. The formation of the magnetic moments in disordered binary alloys of metal-metalloid type//J. Magn. Magn. Mater. -1992. -V. 117. -P. 87-92.