Исследование влияния ультразвуковой обработки на фазовый состав и магнитные свойства высокодисперсных порошков сплавов Cu–Co и Cu–Fe, полученных методом электроискрового диспергирования в разных жидкостях

А. Е. Перекос, Б. Н. Мордюк, В. З. Войнаш, Т. В. Ефимова, В. П. Залуцкий, Т. Г. Кабанцев, Н. А. Пискун, В. В. Бондар

Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 04.10.2019; окончательный вариант - 07.10.2020. Скачать: PDF

Методами рентгеноструктурного анализа и магнитометрии исследовано влияние ультразвуковой обработки (УЗО) в шаровой мельнице на структурно-фазовые характеристики и магнитные свойства высокодисперсных порошков (ВДП) сплавов Cu–Co и Cu–Fe, полученных в разных жидкостях. Показано, что ультразвуковая обработка ВДП приводит к уменьшению количества ферромагнитных фаз Co–Cu и $\alpha$-Fe–Cu и увеличению количества оксидов. Показано также, что в результате УЗО дисперсность всех фазовых составляющих для ВДП обоих сплавов существенно увеличивается, а концентрация железа и кобальта в твёрдых растворах $\alpha$-Fe–Cu и Co–Cu уменьшается. Магнитные свойства ВДП после УЗО изменяются в соответствии с изменениями их фазового состава и дисперсности: удельная намагниченность насыщения уменьшается от 60,3 до 14,6 А$\cdot$м$^2$/кг, коэрцитивная сила увеличивается от 0,15 до 28 кА/м, а остаточная индукция — от 16,2 до 461 мТл. При этом коэрцитивная сила и остаточная индукция при увеличении длительности УЗО переходят через максимум, связанный с переходом высокодисперсных частиц (ВДЧ) сначала к однодоменному, а затем к суперпарамагнитному состоянию. Предполагается, что указанные особенности структурно-фазовых характеристик после УЗО могут быть обусловлены наличием на поверхности частиц оксидных или карбидных оболочек, которые формируются как в процессе получения ВДЧ, так и в процессе их УЗО. Оценка толщины поверхностных прослоек свидетельствует о её зависимости от размеров ВДЧ, условий их получения и длительности УЗО и изменяется в интервале от 1,3 до 5,8 нм.

Ключевые слова: высокодисперсные порошки, электроискровая обработка, ультразвуковой размол, рентгеноструктурный анализ, фазовый состав, магнитные свойства.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i12/1641.html

PACS: 43.35.+d, 61.43.Gt, 64.75.Nx, 75.50.Tt, 75.75.Cd, 81.07.Wx, 81.20.Ev, 81.40.Rs


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. В. М. Надутов, А. Е. Перекос, Б. Н. Мордюк, В. З. Войнаш, В. П. Залуцкий, Н. А. Пискун, Т. Г. Кабанцев, Металлофиз. новейшие технол., 39, № 4: 525 (2017). Crossref
  2. В. М. Надутов, А. Е. Перекос, Б. Н. Мордюк, В. З. Войнаш, Т. В. Ефимова, В. П. Залуцкий, Т. Г. Кабанцев, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 4: 501 (2018). Crossref
  3. В. М. Надутов, А. Е. Перекос, В. В. Кокорин, С. М. Коноплюк, Т. В. Ефимова, В. П. Залуцкий, Металлофиз. новейшие технол., 36, № 12: 1679 (2014). Crossref
  4. К. В. Чуистов, А. П. Шпак, А. Е. Перекос, А. Д. Рудь, В. Н. Уваров, Успехи физ. мет., 4, № 4: 235 (2003). Crossref
  5. А. В. Булгаков, Н. М. Булгакова, И. М. Бураков, Н. Ю. Быков, А. Н. Волков, Б. Дж. Гаррисон, К. Гурье, Л. В. Жигилей, Д. С. Иванов, Т. Е. Итина, Н. И. Кускова, М. Кьеллберг, Е. Е. Б. Кэмпбелл, П. Р. Левашов, Э. Левегль, Ж. Лин, Г. А. Лукьянов, В. Марин, И. Озеров, А. Е. Перекос, М. Е. Поварницын, А. Д. Рудь, В. С. Седой, К. Хансен, М. Хеден, К. В. Хищенко, Синтез наноразмерных материалов при воздействии мощных потоков энергии на вещество (Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН: 2009).
  6. В. М. Надутов, А. Е. Перекос, Б. Н. Мордюк, В. З. Войнаш, Т. В. Ефимова, В. П. Залуцкий, Т. Г. Кабанцев, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 3: 327 (2018). Crossref
  7. V. M. Nadutov, B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, and I. S. Gavrilenko, Ultrasonics, 42: 47 (2004). Crossref
  8. А. Е. Перекос, Б. Н. Мордюк, Г. И. Прокопенко, Т. В. Ружицкая, Т. В. Ефимова, В. П. Залуцкий, Металлофиз. новейшие технол., 30, № 12: 1413 (2008).
  9. В. И. Иверонова, Г. П. Ревкевич, Теория рассеяния рентгеновских лучей (Москва: Издательство МГУ: 1972).
  10. С. С. Горелик, Ю. А. Скаков, Л. Н. Расторгуев, Рентгенографический и электроно-оптический анализ (Москва: МИСиС: 1994).
  11. Я. С. Уманский, Ю. А. Скаков, Физика металлов (Москва: Атомиздат: 1978).
  12. О. М. Барабаш, Ю. Н. Коваль, Кристаллическая структура металлов и сплавов (Киев: Наукова думка: 1986).
  13. И. И. Прокопенко, К. В. Чуистов, А. Е. Перекос, А. В. Козлов, Б. Н. Мордюк, Т. В. Ефимова, В. П. Залуцкий, Н. А. Пискун, Т. В. Ружицкая, Металлофиз. новейшие технол., 25, № 2: 171 (2003).
  14. К. В. Чуистов, А. Е. Перекос, Металлофиз. новейшие технол., 19, № 1: 36 (1997).
  15. Р. Бозорт, Ферромагнетизм (Москва: Иностранная литература: 1956).
  16. С. В. Вонсовский, Магнетизм (Москва: Наука: 1971).
  17. Ю. И. Петров, Физика малых частиц (Москва: Наука: 1982).
  18. С. А. Непийко, Физические свойства малых металлических частиц (Киев: Наукова думка: 1985).
  19. Н. Ф. Кущевская, А. Е. Перекос, И. В. Уварова и др., Доповіді НАН України, № 11: 93 (2007).
  20. O. M. Lisova, M. V. Abramov, S. M. Makhno, and P. P. Gorbik, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 5: 625 (2018). Crossref
  21. М. В. Абрамов, С. П. Туранська, П. П. Горбик, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 4: 423 (2018). Crossref
  22. Ч. Киттель, Физика ферромагнитных областей (Москва: Иностранная литература: 1951).
  23. Т. Пейн, Магнитные свойства металлов и сплавов (Москва: Иностранная литература: 1961).