РАЗМЕРНОСТЬ ОБМЕННЫХ КОРРЕЛЯЦИЙ НАМАГНИЧЕННОСТИ В ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВАХ FeCoNi(P)−W

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы покрытия из высокоэнтропийных сплавов (FeCoNiP)100-XWX, синтезированные методом химического осаждения. В зависимости от содержания вольфрама покрытия представляют собой ОЦК-твердый раствор либо аморфный сплав, либо содержат обе фазы одновременно. Из анализа приближения намагниченности к насыщению методом корреляционной магнитометрии установлено, что размерность обменных корреляций намагниченности изменяется при изменении концентрации вольфрама. При X > 10 реализуются трехмерные обменные корреляции намагниченности, при 3 ≤Х ≤ 9 – двумерные обменные корреляции, а при X < 3 – одномерные обменные корреляции намагниченности. Эти экспериментальные результаты можно объяснить двухфазным строением покрытия, сочетающимся со сплюснутой формой областей, в пределах которых однородна локальная ось легкого намагничивания.

Об авторах

Елена Александровна Денисова

Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: len-den@iph.krasn.ru
ORCID iD: 0000-0002-5661-6870
SPIN-код: 5552-6437
Scopus Author ID: 36944873700

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории Физики магнитных пленок Института физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

Россия, Академгородок, 50/38, Красноярск, 660036 Россия

Лидия Александровна Чеканова

Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

Email: chekanova-lida@mail.ru

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории ФМП

Россия, Академгородок, 50/38, Красноярск, 660036 Россия

Сергей Викторович Комогорцев

Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН;
Сибирский государственный университет науки и технологий им. М.Ф. Решетнева

Email: komogor@iph.krasn.ru

доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией Физики магнитных пленок ИФ СО РАН       

Россия, Академгородок, 50/38, Красноярск, 660036 Россия; пр-т им. газеты “Красноярский рабочий”, 31, Красноярск, 660037 Россия

Рауф Садыкович Исхаков

Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН;
Самаркандский государственный университет имени Шарофа Рашидова

Email: rauf@iph.krasn.ru

доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории Физики магнитных пленок ИФ СО РАН 

Россия, Академгородок, 50/38, Красноярск, 660036 Россия; Университетский бульвар, 15, Самарканд, 140104 Узбекистан

Дмитрий Анатольевич Великанов

Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

Email: dpona1@gmail.com

доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории  резонансных свойств магнитоупорядоченных веществ ИФ СО РАН

Россия, Академгородок, 50/38, Красноярск, 660036 Россия

Дитер Кох

Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр СО РАН”

Email: lms.kokh@gmail.com

научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр "КНЦ СО РАН"

Россия, Академгородок, 50, Красноярск, 660036 Россия

Иван Васильевич Немцев

Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН;
Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр СО РАН”;
Сибирский Федеральный Университет

Email: ivan_nemtsev@mail.ru

кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, ИФ СО РАН

Россия, Академгородок, 50/38, Красноярск, 660036 Россия; Академгородок, 50, Красноярск, 660036 Россия; пр-т Свободный, 79, Красноярск, 660041 Россия

Список литературы

  1. Yeh J.W., Chen S.K., Lin S.J., Gan J.Y., Chin T.S., Shun T.T., Tsau C.H., Chang S.Y. Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: novel alloy design concepts and outcomes // Adv. Eng. Mater. 2004. V. 6. Р. 299−303.
  2. Cantor B., Chang I.T.H., Knight P., Vincent A.J.B. Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys // Mater. Sci. Eng. A. 2004. V. 375–377. P. 213−218.
  3. Рогачев А.С. Структура, стабильность и свойства высокоэнтропийных сплавов // ФММ. 2020. Т. 121. № 8. С. 807−841.
  4. Pradeep K.G., Tasan C.C., Yao M.J., Deng Y., Springer H., Raabe D. Non-equiatomic high entropy alloys: Approach towards rapid alloys creening and propertyoriented design // Mater. Sci. Eng. A. 2015. V. 648. P. 183−192.
  5. Guo S., Liu C.T. Phase stability in high entropy alloys: Formation of solid-solution phase or amorphous phase // Progress Natural Sci.: Materials International. 2011. V. 21. P. 433.
  6. Miracle D.B., Senkov O.N. A critical review of high entropy alloys and related concepts // Acta Mater. 2017. V. 122. P. 448.
  7. Kitagawa J. Magnetic properties, electrical resistivity, and hardness of high-entropy alloys FeCoNiPd and FeCoNiPt // JMMM. 2022. V. 563. P. 170024.
  8. Zhang Y., Zuo T.T., Cheng Y.Q., Liaw P.K. High-entropy alloys with high saturation magnetization, electrical resistivity and malleability // Scientific Reports. 2013. V. 3. P. 1455.
  9. Wu Z.Y., Li B., Chen M.Y., Yang Y., Zheng R.Y., Yuan L., Li Z., Tan X.H., Xu H. Tailoring magnetic property and corrosion resistance of FeCoNiCuAl high-entropy alloy with Ce additive // J. Alloys Compd. 2022. V. 901. P. 163665.
  10. Lucas M.S., Mauger L., Muñoz J.A., Xiao Y., Sheets A.O., Semiatin S.L., Horwath J., Turgut Z. Magnetic and vibrational properties of high-entropy alloys // J. Appl. Phys. 2011. V. 109. Р. 07E307.
  11. Li W., Liu P., Liaw P.K. Microstructures and properties of high-entropy alloy films and coatings: a review // Mater. Research Letters. 2018. V. 6. Р. 199−229.
  12. Zuo T., Gao M.C., Ouyang L., Yang X., Cheng Y., Feng R., Chen S., Liaw P.K., Hawk J.A., Zhang Y. Tailoring magnetic behavior of CoFeMnNiX (X = Al, Cr, Ga, and Sn) high entropy alloys by metaldoping // Acta Mater. 2017. V. 130. P. 10−18.
  13. Rao Z., Dutta B., Körmann F., Lu W., Zhou X., Liu C., Kwiatkowski da Silva A., Wiedwald U., Spasova M., Farle M. Beyond solid solution high-entropy alloys: tailoring magnetic properties via spinodal decomposition // Adv. Funct. Mater. 2021. V. 31. Iss. 7. P. 2007668.
  14. Hu Z.-Q. Chapter 20 – Amorphous Materials. Modern Inorganic Synthetic Chemistry. Elsevier., 2011. P. 455−478.
  15. Johnson W.L. Bulk amorphous metal—an emerging engineering material // JOM. 2002. V. 54. P. 40–43.
  16. Погребняк А.Д., Багдасарян А.А., Якущенко И.В., Береснев В.М. Структура и свойства высокоэнтропийных сплавов и нитридных покрытий на их основе // Успехи химии. 2014. Т. 83. № 11. С. 1027−1061.
  17. Ивченко М.И., Пушин В.Г., Уксусников А.Н., Вандерка Н. Особенности микроструктуры литых высоко энтропийных сплавов AlCrFeCoNiCu // ФММ. 2013. Т. 114. № 6. С. 561–568.
  18. Herzer G. Modern soft magnets: Amorphous and nanocrystalline materials // Acta Mater. 2013. V. 61. Iss. 3. P. 718−734.
  19. Suzuki K. Recent advances in nanocrystalline soft magnetic materials: A critical review for way forward // JMMM. 2024. V. 592. P. 171677.
  20. Iskhakov R.S., Komogortsev S.V. Magnetic microstructure of amorphous, nanocrystalline, and nanophase ferromagnets // Phys. Met. Metal. 2011. V. 112. P. 666−681.
  21. Harin E.V., Sheftel E.N., Tedzhetov V.A., Gridin D.M., Popov V.V., Kaminskaya T.P., Granovsky A.B. Comprehensive quantifying of the Fe-Ti-B film magnetic microstructure // Thin Solid Films. 2024. V. 807. P. 140544.
  22. Sheftel E.N., Harin E.V., Tedzhetov V.A., Usmanova G.Sh. FeZrN films with nanocomposite structure for soft magnetic applications // Phys. Met. Metal. 2023. V. 124. P. 1645–1653.
  23. Катаев В.А., Иванов О.А., Иванова Г.В., Летов М.В. Исследование формирования нанокристаллической структуры сплава методом корреляционной магнитометрии // ФММ. 1997. Т. 84. № 1. С. 55−61.
  24. Катаев В.А., Летов М.В., Иванов О.А. Исследование формирования нанокристаллической структуры сплава Finemet методом корреляционной магнитометрии // ФММ. 1999. Т. 87. № 1. С. 40−45.
  25. Iskhakov R.S., Kuzovnikova L.A., Komogortsev S.V., Denisova E.A., Balaev A.D., Bondarenko G.N. Magnetostructural investigation of ball-milled cobalt-copper alloy // Phys. Met. Metal. 2006. V. 102. No. S1. P. S64–S66.
  26. Чеканова Л.А., Денисова Е.А., Гончарова О.А., Комогорцев С.В., Исхаков Р.С. Анализ фазового состава порошков сплава Co–P на основе магнитометрических измерений // ФММ. 2013. Т. 114. № 2. С. 136−143.
  27. Tsepelev V.S., Starodubtsev Y.N. Nanocrystalline Soft Magnetic Iron-Based Materials from Liquid State to Ready Product // Nanomaterials (Basel). 2021. V. 11. P. 108.
  28. Денисова Е.А., Чеканова Л.А., Комогорцев C.В., Важенина И.Г., Исхаков Р.С., Кох Д., Великанов Д.А., Бондаренко Г.Н., Немцев И.В. Высокоэнтропийные сплавы FeCoNiP-Me (Me = Zn, Zr, W), изготовленные методом химического осаждения // ФТТ. 2024. Т. 66. № 7. С. 1026−1031.
  29. Djokic S.S., Antić Ž., Djokic N.S., Thundat T. Electroless deposition of Fe-Ni alloys from acidic and alkaline solutions using hypophosphite as a reducing agent // J. Serbian Chem. Society. 2019. V. 84. No. 11. Р. 1199−1208.
  30. Великанов Д.А. Автоматизированный вибрационный магнитометр с электромагнитом конструкции Пузея // Вестник СибГАУ. 2014. № 1. С. 147–154.
  31. Komogortsev S.V., Iskhakov R.S. Law of approach to magnetic saturation in nanocrystalline and amorphous ferromagnets with improved transition behavior between power-law regimes // JMMM. 2017. V. 440. P. 213−216.
  32. Грабчиков С.С. Аморфные электролитически осажденные металлические сплавы. Минск: Изд. центр. БГУ, 2006. 186 с.
  33. Keffer F. Handbuch der Physik. In: Der Phys / Ed. S. Flugge. Berlin: Springer-Verlag, 1966. P. 560.
  34. Tan L.P.,Chaudhary V., Tsakadze Z., Ramanujan R.V. Rapid multiple property determination from bulk materials libraries prepared from chemically synthesized powders // Sci. Rep. 2022. V. 12. P. 9504.
  35. Игнатченко В.А., Исхаков Р.С. Кривая намагничивания ферромагнетиков с анизотропными и низкомерными неоднородностями // ФММ. 1992. № 6. С. 75–86.
  36. Исхаков Р.С., Комогорцев С.В., Балаев А.Д., Чеканова Л.А. Размерность системы обменно-связанных зерен и магнитные свойства нанокристаллических и аморфных ферромагнетиков // Письма в ЖЭТФ. 2000. Т. 72. № 6. С. 440–444.
  37. Iskhakov R.S., Komogortsev S.V., Balaev A.D., Gavriliuk A.A. The manifestations of the two-dimensional magnetic correlations in the nanocrystalline ribbons Fe64Co21B15 // J. Magn. Magn. Mater. 2015. V. 374. P. 423–426.
  38. Исхаков Р.С., Комогорцев С.В., Балаев А.Д., Окотруб А.В., Кудашов А.Г., Кузнецов В.Л., Бутенко Ю.В. Нанонити Fe в углеродных нанотрубках как пример одномерной системы обменно-связанных ферромагнитных наночастиц // Письма в ЖЭТФ. 2003. Т. 78. № 4. С. 271–275.
  39. Karmakar S., Sharma Surinder M., Mukadam M.D., Yusuf S.M., Sood A.K. Magnetic behavior of iron-filled multiwalled carbon nanotubes // J. Appl. Phys. 2005. V. 97. P. 054306.
  40. Zheng M., Skomski R., Liu Y., Sellmyer D.J. Magnetic hysteresis of Ni nanowires // J. Phys.: Condens. Matter. 2000. V. 12. No. 30. P. L497−L503.
  41. Исхаков Р.С., Игнатченко В.А., Комогорцев С.В., Балаев А.Д. Изучение магнитных корреляций в наноструктурных ферромагнетиках методом корреляционной магнитометрии // Письма в ЖЭТФ. 2003. Т. 78. № 10. С. 1142–1146.
  42. Binns C., Maher M.J. Magnetic behaviour of thin films produced by depositing pre-formed Fe and Co nanoclusters // New J. Phys. 2002. V. 4. P. 85.
  43. Michels A., Viswanath R.N., Barker J.G., Birringer R., Weissmüller J. Range of magnetic correlations in nanocrystalline soft magnets // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. P. 267204.
  44. Garoche P., Malozemoff A.P. Approach to magnetic saturation in sputtered amorphous films: Effects of structural defects, microscopic anisotropy, and surface roughness // Phys. Rev. B. 1984. V. 29. No. 1. P. 226–231.
  45. Denisova E., Kuzovnikova L., Iskhakov R., Kuzovnikov A., Lepeshev A., Nemtsev I., Saunin V., Telegin S., Bondarenko G., Mal‘tsev V. Bulk CoNiFe-SiB amorphous and nanostructured alloys produced by plasma spray deposition and dynamic compaction: formation of soft magnetic properties // Physics Procedia. 2015. V. 75. P. 1238–1243.
  46. Sheftel E.N., Harin E.V., Bobrovskii S.Yu., Rozanov K.N., Tedzhetov V.A., Bannykh I.O., Kiryukhantsev-Korneev Ph.V. FeTiB nanocrystalline films: Static and dynamic magnetic properties in accordance with phase composition and magnetic structure // J. Alloys Compd. 2023. V. 968. P. 171981.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать