Випуски МФіНТ »  Том 48, випуск 2

Виготовлення магнетних фаз MnBi за допомогою дугового плазмового спікання: новий підхід щодо інтерметалевих систем

Рідван$^{1}$, Азвар Манаф$^{2}$, Адель Фіслі$^{1}$, Арбі Дім'яті$^{1}$, Іван Сумірат$^{1}$, Муджаміла$^{1}$, Ганіса Курніаті Сур'яман$^{3}$, Грейс Тідж. Сулунбуді$^{1}$

$^{1}$Науково-дослідний центр технології аналізу ядерних пучків, Національне агентство досліджень та інновацій, Серпонг, 15314 Тангеранг Селатан, Індонезія
$^{2}$Кафедра фізики, факультет математики та природничих наук, Університет Індонезії, 16424 Депок, Індонезія
$^{3}$Дослідницький центр технології ядерних матеріалів і радіоактивних відходів, Серпонг, 15314 Тангеранг Селатан, Індонезія

Отримано: 26.02.2025; остаточний варіант - 02.07.2025. Завантажити: PDF

В даній роботі досліджено нову методу спікання плазмою дугового розряду для створення магнетних фаз на основі системі Манґан–Бісмут (MnBi) з атомовим співвідношенням 1:1. Плазмово-дугова методика забезпечує інноваційний підхід щодо спікання інтерметалевих систем з елементами, що мають істотно різні температури топлення, такими як Mn (1246°C) та Bi (271,4°C). Шляхом реґулювання віддалі між зразком і джерелом плазми в атмосфері арґону можна швидко досягти температури до 1250°C. Відпал після спікання за 240°C впродовж 4 і 24 годин істотно впливає на магнетні властивості матеріялу. Характеризація проводиться за допомогою сканівної електронної мікроскопії, рентґенівської дифракції та вібраційного магнетометра. Проведені дослідження демонструють потенціял методи дугового плазмового спікання як ефективної методи виробництва постійних магнетів на основі MnBi, пропонуючи стійку альтернативу матеріялам на основі рідкісноземельних елементів. Результати демонструють, що оптимізація процесу спікання поліпшує магнетні характеристики та підвищує структурну цілісність магнетів. Подальші дослідження мікроструктурних перетворень під час відпалювання можуть дати цінне розуміння механізмів, що зумовлюють ці поліпшення.

Ключові слова: дугове плазмове спікання, MnBi, високотемпературне спікання, постійні магнети, магнетні матеріяли.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v48/i02/0123.html

PACS: 52.77.Fv, 68.37.Hk, 75.50.Ww, 75.60.-d, 81.05.Bx, 81.20.Ev, 81.40.Rs

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. M. J. Kramer, R. W. McCallum, I. A. Anderson, and S. Constantinides, JOM, 64: 752 (2012).
  2. O. Gutfleisch, M. A. Willard, E. Brück, C. H. Chen, S. G. Sankar, and J. P. Liu, Adv. Mater., 23, Iss. 7: 821(2011).
  3. X. Du and T. E. Graedel, J. Ind. Ecol., 15, Iss. 6: 836 (2011).
  4. Y. B. Yang, X. G. Chen, R. Wu, J. Z. Wei, X. B. Ma, J. Z. Han, H. L. Du, S. Q. Liu, C. S. Wang, Y. C. Yang, Y. Zhang, and J. B. Yang, J. Appl. Phys., 111, Iss. 7: 30 (2012).
  5. N. V. Rama Rao, A. M. Gabay, W. F. Li, and G. C. Hadjipanayis, J. Phys. D: Appl. Phys., 46: 265001 (2013).
  6. N. Van Vuong, Communications Phys., 29, No. 4: 441 (2019).
  7. A. Sarkar and A. Basu Mallick, JOM, 72: 2812 (2020).
  8. W. Xie, E. Polikarpov, J. P. Choi, M. E. Bowden, K. Sun, and J. Cui, J. Alloys Compd., 680: 1 (2016).
  9. S. Kim, H. Moon, H. Jung, S.-M. Kim, H.-S. Lee, H. Choi-Yim, and W. Lee, J. Alloys Compd., 708: 1245 (2017).
  10. T. Saito, R. Nishimura, and D. Nishio-Hamane, J. Magn. Magn. Mater., 349: 9 (2014).
  11. Y. Yang, J. Park, J. T. Lim, J. W. Kim, O. L. Li, and C. J. Choi, J. Magn. Magn. Mater., 517: 167344 (2020).
  12. C. Li, Y. Yang, S. Lu, Z. Xiang, L. Chen, N. X. Truong, H. Xu, and W. Lu, Mater. Res. Express, 11: 016520 (2024).
  13. J. B. Yang, K. Kamaraju, W. B. Yelon, W. J. James, Q. Cai, and A. Bollero, Appl. Phys. Lett., 79, Iss. 12: 1846 (2001).
  14. D.-T. Zhang, P.-F. Wang, M. Yue, W.-Q. Liu, J.-X. Zhang, J. A. Sundararajan, and Y. Qiang, Rare Metals, 35: 471 (2016).
  15. K. Y. Ko, S. J. Choi, S. K. Yoon, and Y. S. Kwon, J. Magn. Magn. Mater., 310, Iss. 2, Pt. 3: e887 (2007).
  16. O. Guillon, J. G. Julian, B. Dargatz, T. Kessel, G. Schierning, J. Räthel and M. Herrmann, Adv. Eng. Mater., 16, Iss. 7: 830 (2014).
  17. L. Weissitsch, S. Wurster, H. Krenn, and A. Bachmaier, Mater. Res. Lett., 12, Iss. 3: 226 (2024).
  18. X. Li, Y. Fautrelle, and Z. Ren, Acta Mater., 55, Iss. 16: 5333 (2007).
  19. P. Thongjumpa, T. Charoensuk, U. Boonyang, P. Harding, and C. Sirisathitkul, J. Cent. South Univ., 27: 2220 (2020).
  20. P. Fauchais and A. Vardelle, IEEE Trans. Plasma Sci., 25, Iss. 6: 1258 (1997).
  21. T. Iwao and T. Inaba, Vacuum, 65, Iss. 3–4: 299 (2002).
  22. H. Xie, N. Liu, Q. Zhang, H. Zhong, L. Guo, X. Zhao, D. Li, S. Liu, Z. Huang, A. D. Lele, A. H. Brozena, X. Wang, K. Song, S. Chen, Y. Yao, M. Chi, W. Xiong, J. Rao, M. Zhao, M. N. Shneider, J. Luo, J.-C. Zhao, Y. Ju, and L. Hu, Nature, 623: 964 (2023).
  23. J. Zamora, I. Betancourt, and I. A. Figueroa, Revista Mexicana de Física, 64, No. 2: 141 (2018).
  24. J. Zamora, I. Betancourt, and I. A. Figueroa, J. Supercond. Nov. Magn., 31: 873 (2018).
  25. P. Heitjans and J. Kärger, Diffusion in Condensed Matter: Methods, Materials, Models (Heidelberg: Springer: 2005).
  26. J. Cao, Y. L. Huang, Y. H. Hou, G. Q. Zhang, Z. Q. Shi, Z. C. Zhong, and Z. W. Liu, AIP Adv., 8: 055132 (2018).

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 1979 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»