Influence of the Copper Content on Phase Composition and Magnetic Properties of Ultra-Fine Powders of AlCoCrCuxFeNi ($x$ = 0, 1, 2) High-Entropy Alloys Produced by Ultrasonic Ball Milling

A. O. Perekos, B. M. Morduk, V. Z. Voynash, N. V. Danko, T. G. Kabantsev

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

Получена: 01.07.2022. Скачать: PDF

Using ultrasonic ball milling (USBM) of coarse grain powder mixtures (CGPM) of aluminium, iron, cobalt, copper, nickel and chromium, ultra-fine powders (UFP) of AlCoCrCuFeNi system are produced. The influence of the copper content on the phase composition and magnetic properties of these powders are investigated. As shown, by x-ray analysis and magnetic methods, all UFP produced by USBM are in a high-entropy state and contain two solid solutions, $i.e.$, the f.c.c. and b.c.c. phases. Quantity of the b.c.c. phase and magnitude of specific saturation magnetization of UFP decrease with increasing of the copper content in the original CGPM. It is also shown that ferromagnetism of the obtained UFP is caused by the presence of the b.c.c. phase. Coercive force and residual magnetization of the USBM processed powders are much higher than those of the original powders due to ultra-fine powder size and the microstresses formed in the treated powders. Divergence between experimental and calculated values of coercive force of the treated powders is due to superparamagnetism.

Ключевые слова: high-dispersion alloys, ultra-fine powders, ultrasonic treatment, x-ray structural analysis, magnetic measurements, superparamagnetism.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v44/i09/1213.html

PACS: 43.35.+d, 61.05.cp, 61.43.Gt, 64.70.kd, 75.50.Cc, 81.07.Wx


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. J. W. Yeh, S. K. Chen, J. Y. Gan, T. S. Chin, T. T. Shun, C. H. Tsau, and S. Y. Chang, Adv. Eng. Mater., 6: 299 (2004). Crossref
  2. C. J. Tong, S. K. Chen, J. W. Yeh, T. T. Shun, C. H. Tsau, S. J. Lin, and S. Y. Chang, Metall. Mater. Trans., 36A: 881 (2005). Crossref
  3. В. М. Надутов, С. Ю. Макаренко, В. П. Волосевич, В. П. Залуцкий, Металлофиз.новейшие технол., 36, № 10: 1327 (2014). Crossref
  4. А. И. Манохин, Б. С. Митин, В. А. Васильев, А. В. Ревякин, Аморфные сплавы (Москва: Металлургия: 1984).
  5. А. В. Добромыслов, Р. В. Чурбаев, В. А. Елькин, ФММ, 87, вып. 1659 (1999).
  6. J. Foct, A. Kozlov, A. Perekos, and R. S. de Figueiredo, Металлофиз. новейшие технол., 23, спец. вып.: 211 (2001).
  7. A. Kozlov, A. Perekos, V. Zalutskii, and A. Ustinov, Металлофиз. новейшие технол., 23, спец. вып.: 220 (2001).
  8. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Ultrasonics, 42: 43 (2004). Crossref
  9. V. M. Nadutov, B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, and I. S. Gavrilenko, Ultrasonics, 42: 47 (2004). Crossref
  10. А. О. Перекос, Б. М. Мордюк, В. З. Войнаш, В. В. Бондар, Є. О. Свистунов, Д. Л. Ващук, С. Ю. Макаренко, Т. Г. Кабанцев, Металлофиз. новейшие технол., 44, 3: 311 (2022). Crossref
  11. В. И. Иверонова, Г. П. Ревкевич, Теория рассеяния рентгеновских лучей (Москва: МГУ: 1972).
  12. G. K. Williamson and W. H. Hall, Acta Metallurgica, 1, No. 1: 22 (1953). Crossref
  13. А. И. Гусев, Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии (Москва: Физматлит: 2005).
  14. О. М. Барабаш, Ю. Н. Коваль, Кристаллическая структура металлов и сплавов (Киев: Наук. думка: 1986).
  15. Р. Бозорт, Ферромагнетизм (Москва: Иностр. лит.: 1956).
  16. Г. И. Прокопенко, К. В. Чуистов, А. В. Козлов, А. Е. Перекос, Б. Н. Мордюк, Т. В. Ефимова, В. П. Залуцкий, Н. А. Пискун, Т. В. Ружицкая, Металлофиз. новейшие технол., 25, № 2: 171 (2003).
  17. А. О. Перекос, Б. М. Мордюк, В. З. Войнаш, Т. В. Єфімова, В. П. Залуцький, Т. Г. Кабанцев, Н. О. Піскун, В. В. Бондар, Металлофиз. новейшие технол., 42, № 12: 1641 (2020). Crossref
  18. А. О. Перекос, Б. М. Мордюк, В. З. Войнаш, В. В. Бондар, М. О. Голяткіна, В. М. Колесник, Т. Г. Кабанцев, Н. О. Піскун, Металлофиз. новейшие технол., 43, № 4: 489 (2021). Crossref
  19. К. В. Чуистов, А. П. Шпак, А. Е. Перекос, А. Д. Рудь, В. Н. Уваров, Успехи физики металлов, 4, № 4: 235 (2003). Crossref
  20. С. В. Вонсовский, Магнетизм (Москва: Наука: 1971).
  21. Е. С. Боровик, В. В. Еременко, А. С. Мильнер, Лекции по магнетизму (Москва: Физматлит: 2005).
  22. С. Тикадзуми, Физика ферромагнетизма (Москва: Мир: 1987).
  23. М. И. Захарова, Атомно-кристаллическая структура и свойства металлов и сплавов (Москва: МГУ: 1972).
  24. М. В. Абрамов, С. П. Туранська, П. П. Горбик, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 4: 423 (2018). Crossref
  25. С. А. Непийко, Физические свойства малых металлических частиц (Киев: Наук. думка: 1985).
  26. Ч. Киттель, Физика ферромагнитных областей (Москва: Иностр. лит.: 1951).
  27. Т. Пейн, Магнитные свойства металлов и сплавов (Москва: Иностр. лит.: 1961).