Влияние ультразвуковой обработки в шаровой мельнице высокодисперсных порошковых смесей меди с марганцем и алюминием на их структуру и магнитные свойства
А. Е. Перекос$^{1}$, Б. Н. Мордюк$^{1}$, В. З. Войнаш$^{1}$, В. В. Бондар$^{1}$, М. А. Голяткина$^{2}$, В. М. Колесник$^{1}$, Т. Г. Кабанцев$^{1}$, Н. А. Пискун$^{1}$
$^{1}$Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^{2}$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
Получена: 22.10.2020. Скачать: PDF
Методами рентгеноструктурного анализа и магнитометрии исследовано влияние ультразвуковой обработки (УЗО) в шаровой мельнице на фазово-структурные характеристики и магнитные свойства высокодисперсных порошковых смесей (ВДПС) меди с алюминием и марганцем. Показано, что ультразвуковая обработка ВДПС (Cu + Al, Mn) не приводит к существенным изменениям их структуры и фазового состояния, однако значительно повышает дисперсность фазовых составляющих. Концентрация алюминия, марганца и меди в ВДПС почти не изменяется в процессе УЗО по сравнению c исходными значениями (за исключением ВДПС Cu + Mn), что свидетельствует о достаточно высокой термической стабильности ВДПС, обработанных в ультразвуковой мельнице. По нашему мнению, это может быть обусловлено наличием на поверхности частиц оксидных оболочек, которые могут существенно тормозить диффузионные процессы. Равновесные ферромагнитные фазы Cu$_2$MnAl и MnAl отсутствуют в ВДПС Cu + M + Al и Mn + Al, что может быть связано с наличием в порошковых смесях оксидов металлов и влиянием размерного фактора, что может приводить к существенным сдвигам линий фазовых равновесий на диаграммах состояния указанных систем. Показано также, что как в исходном состоянии, так и после УЗО ВДПС обнаруживают ферромагнитные свойства — их удельная намагниченность насыщения находится в интервале от 0,3 до 4,0 А$\cdot$м$^2$/кг. Эта величина значительно превышает тот вклад, который могли бы обеспечить примеси ферромагнитных металлов или ферромагнетизм оксидов меди и марганца. Высказана гипотеза, что ферромагнитные свойства ВДПС (Cu + Al, Mn) обусловлены высокой дефектностью структуры ВДПС и действием размерного фактора.
Ключевые слова: высокодисперсные порошковые смеси, ультразвуковой размол, рентгеноструктурный анализ, магнитометрия, магнитные свойства.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i04/0489.html
PACS: 61.05.cp, 61.43.Gt, 61.46.Hk, 61.72.-y, 75.50.Cc, 75.60.Ej, 81.20.Wk