Магнитные и магнитообъемные свойства Fe и Fe-Ni сплавов в модели выделенных состояний атомов железа

• Автор: Эйшинский, Евгений Роальдович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 190 c. : ил

СОДЕЕШИЕ

1. МАГНИТНЫЕ, МАГШТООБЪШНЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ СВОЙСТВА

Ре И Ге-М1 С1ШШОВ (ОБЗОР)

1.1. Термодинамическая трактовка взаимосвязи полиморфизма и магнетизма железа

1.2. Аномальные физические свойства инварных 1ЦК

Ре-№ сплавов

1.3. Анализ теорий магнитообъемного эффекта в

инварных ГЦК Ре - NI сплавах

1.4. Модель двух К -состояний Вейсса

1.5. Шстановка задачи

2. МОДЕЛЬ ВЫДЕЛЕННЫХ СОСТОЯНИЙ АТОМОВ ЖЕЛЕЗА
2.1. Определение базисных состояний атомов железа в металле и численных значений их параметров
2.2. Интерпретация электронных состояний Ре (о)
и Ре(2)
2.3. Применение модели к о^~Ре
2.4. Изменение электронной конфигурации атомов при полиморфных превращениях железа
3. ПНШЕНЕНИЕ МОДЕМ ВЫДЕЛЕННЫХ СОСТОЯНИЙ К ре~М1
СПЛАВАМ С 1ЦК РЕШЕТКОЙ
3.1. Зависимость состояния атомов железа в ГЦК
Ре-Л/1 сплавах от концентрации никеля
3.2. Расчет концентрационной зависимости спонтанной объемной магнитострикции

3.3. Анализ результатов ЯГР исследований в инварных
ГЦК Ге-(11 сплавах
3.4. Расчет концентрационной зависимости
температуры Кюри
3.5. Расчет концентрационной зависимости температуры
Мц начала мартенситяого превращения
ЗАКЛШЕШЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность работы. Изучение свойств железа и его сплавов занимает особое положение в физическом металловедении, поскольку не менее 90$ всех современных конструкционных и инструментальных материалов, а также большое количество материалов со специальными магнитными свойствами изготовляется на основе железа. Уникальным комплексом магнитных, объемных и механических характеристик обладают инварные Р е_№ сплавы с ГЦК решеткой. Неослабевающий интерес к ним связан как с вопросами чисто прикладного характера, так и с общей проблемой магнетизма сплавов 3 с| -элементов.
Основным теоретическим инструментом исследования электронного строения и физических свойств 3 с! переходных металлов и сплавов является одноэлектронная зонная теория, достигшая в последние годы высокого математического уровня благодаря разработке эффективных расчетных схем и применению быстродействующих ЭВМ. Вместе с тем некоторые имеющие большое научное и практическое значение вопросы физики сплавов железа, такие как: относительная устойчивость различных полиморфных фаз, взаимосвязь устойчивости с магнитными свойствами фаз и природа аномального магнитообъемного эффекта в инварных Ре — М1 сплавах, вследствие своей сложности, пока еще не могут быть полностью решены в рамках зонной теории и рассматриваются преимущественно с помощью феноменологических моделей.
К наиболее известным из них относится модель двух }( состояний, предложенная Вейссом и др. которая описывает X
(ОЦК -*■ ГЦК) структурный фазовый переход в чистом железе и ин-

свойств сплавов с концентрацией никеля (например, зависимость ^ (Ю ) именно в инварном диапазоне составов, поскольку он расположен рядом с концентрацией Х° исчезновения ферромагнетизма. Совсем недавно Какехаши [99] сумел преодолеть этот недостаток, введя в свою одноузельную зонную теорию [73], развитую для случая Т ^ 0 К, зависимость величины у!ре от локального окружения атома железа. Это дозволило ему получить качественное согласие рассчитанных и измеренных зависимостей /1(Х) , МГП , Р(Нст) и изменения Р(НСт) с ростом температуры в инварных ПЩ 1-е—N1 сплавах. На основании полученных результатов Какехаши сделал вывод о принципиальной необходимости учета эффектов локального окружения для корректного описания перечисленных зависимостей в сплавах, близких к потере ферромагнетизма.
Заканчивая обсуждение теорий магнитообъемного эффекта в ЩК Ре^с сплавах, подчеркнем следующее важное обстоятельство. Многие рассмотренные выше подходы [69-73,90-94,99] связывают большую величину спонтанной объемной магнитострикции инварных сплавов с уменьшением значения при росте температуры. Данный вывод согласуется с уже упоминавшимся экспериментом Коллинза [95], показывающим, что в ПЩ сплаве Ре0 б5-^ре(Т>Тс] - о, 6 ^ре(о К]. Поэтому, как подчеркнуто в [70] , объяснение инварного эффекта в ПЩ Ре-№ сплавах должно давать ответ на два основных вопроса: I) почему в этих сплавах средняя величина магнитного момента атома железа сильно уменьшается с ростом температуры; 2) в чем причина большого значения константы магнитообъемной связи С в них?
В настоящее время нет теории, которая бы исчерпывающе отвечала на данные вопросы. Это относится и к самым новым зонным