Дослідження впливу ультразвукової обробки на фазовий склад і магнетні властивості високодисперсних порошків стопів Cu–Co і Cu–Fe, одержаних методом електроіскрового диспергування в різних рідинах

А. О. Перекос, Б. М. Мордюк, В. З. Войнаш, Т. В. Єфімова, В. П. Залуцький, Т. Г. Кабанцев, Н. О. Піскун, В. В. Бондар

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 04.10.2019; остаточний варіант - 07.10.2020. Завантажити: PDF

Методами рентґеноструктурного аналізу та магнетометрії досліджено вплив ультразвукової обробки (УЗО) у кульовому млині на структурно-фазові характеристики та магнетні властивості високодисперсних порошків (ВДП) стопів Cu–Co і Cu–Fe, одержаних у різних рідинах. Показано, що ультразвукова обробка ВДП приводить до зменшення кількості феромагнетних фаз Co–Cu і $\alpha$-Fe–Cu та збільшення кількості оксидів. Показано також, що в результаті УЗО дисперсність всіх фазових складових для ВДП обох стопів суттєво збільшується, а концентрація Феруму і Кобальту у твердих розчинах $\alpha$-Fe–Cu і Co–Cu зменшується. Магнетні властивості ВДП після УЗО змінюються відповідно до зміни їхнього фазового складу та дисперсності: питома намагнеченість насичення зменшується від 60,3 до 14,6 А$\cdot$м$^2$/кг, коерцитивна сила збільшується від 0,15 до 28 кА/м, а залишкова індукція — від 16,2 до 461 мТл. До того ж коерцитивна сила і залишкова індукція у разі збільшення тривалості УЗО переходять через максимум, пов’язаний із переходом високодисперсних частинок (ВДЧ) спочатку до однодоменного, а потім до суперпарамагнетного стану. Припускається, що вказані особливості структурно-фазових характеристик після УЗО можуть бути обумовлені наявністю на поверхні частинок оксидних чи карбідних оболонок, які формуються як у процесі одержання ВДЧ, так і у процесі їх УЗО. Оцінка товщини поверхневих прошарків свідчить про її залежність від розмірів ВДЧ, умов їх одержання та тривалості УЗО та змінюється в інтервалі від 1,3 до 5,8 нм.

Ключові слова: високодисперсні порошки, електроіскрова обробка, ультразвукове розмелювання, рентґеноструктурний аналіз, фазовий склад, магнетні властивості.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).