Магнитная восприимчивость интерметаллических соединений Al2РЗМ и сплавов Al-Y, Al-Ni-РЗМ при высоких температурах

• Автор: Упорова, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Физические свойства и строение интерметаллических соединений А12РЗМ и сплавов А1-У, А1-ПМ-РЗМ (обзор литературы)
1.1 Диаграммы состояния и особенности кристаллической структуры соединений А12РЗМ
1.2 Магнитные свойства и электронная структура соединений А12РЗМ
1.3 Интерметаллические соединения А12РЗМ в нанокристаллическом состоянии
1.4 Физико-химические свойства сплавов А1-У
1.5 Физико-химические свойства и строение сплавов А1-ПМ-РЗМ
1.6 Выводы
Глава 2. Методика исследования магнитной восприимчивости. Химический состав и анализ образцов
2.1 Методика измерения магнитной восприимчивости металлов и сплавов при высоких температурах
2.2 Конструкционные особенности экспериментальной установки
2.3 Методические особенности проведения экспериментальных исследований магнитной восприимчивости
2.4 Исследование магнитной восприимчивости чистых веществ
2.5 Подготовка, химический и фазовый анализы образцов
2.6 Выводы
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований интерметаллических соединений А12РЗМ и сплавов А1-У и АЫЧГРЗМ в широком интервале температур
3.1 Интерметаллические соединения А12РЗМ
3.2 Магнитная восприимчивость сплавов системы А1-У
3.3 Магнитная восприимчивость сплавов А1-М-РЗМ
3.4 Выводы

Глава 4. Электронная структура интерметаллических соединений А12РЗМ и сплавов А1-У и А1-М-РЗМ
4.1 Расчет параметров электронной структуры интерметаллических соединений А12РЗМ в кристаллическом состоянии
4.2 Магнитная восприимчивость 8т и А128т
4.3 Электронное строение сплавов А1-У
4.4 Оценка параметров электронной структуры сплавов А1-М-РЗМ
4.5 Выводы
Основные результаты и выводы
Список цитированной литературы

Введение
Сплавы на основе алюминия с редкоземельными металлами (РЗМ) находят широкое применение в различных отраслях техники благодаря высоким служебным характеристикам (прочность, твердость). При легировании сплавов А1-РЗМ переходными Зб-металлами (ПМ) наряду с прочностью эти материалы проявляют пластичность и коррозионную стойкость. При определенных концентрациях РЗМ и ПМ возможно получение алюминиевых сплавов в аморфном и нанокристаллическом состояниях. В некристаллических фазах эти объекты проявляют более высокие механические характеристики, чем в кристаллическом состоянии. Рассматриваемые объекты применяются в оборонной промышленности в качестве защитных покрытий авиационной техники, работающей при термических нагрузках, а также являются перспективными материалами для подложек тонкопленочных транзисторов в TFT - LCD устройствах.
Согласно существующим представлениям, основным кластерообразующим элементом расплавов А1-РЗМ являются ассоциаты АЬРЗМ [1-3], которые, в свою очередь, имеют склонность к полимеризации, что резко повышает способность расплавов к аморфизации. Проведенные ранее экспериментальные и теоретические исследования сплавов А1-РЗМ [1-3] и интерметаллических соединений А1цРЗМ3 и А13РЗМ [4] показали, что образования из диалюминида РЗМ существуют в расплавах даже при существенных перегревах над ликвидусом. Из результатов термодинамического моделирования следует, что эти ассоциаты могут существовать при температурах свыше 2000 К [5]. Однако, данная гипотеза пока не нашла прямого экспериментального подтверждения: имеющиеся в литературе данные по строению и физическим свойствам интерметаллических соединений А12РЗМ получены, в основном, для низких температур, а результаты для Т > 300 К весьма ограничены и противоречивы.
В тоже время, важной проблемой является исследование характера взаимодействия легирующих примесей РЗМ и ПМ с алюминиевой матрицей, а

Показано наличие метамагнитного перехода при В=6 Тл и определена температура Неля Т* = 23 К. Данные по магнитной восприимчивости обработаны обобщенным законом Кюри - Вейсса. Рассчитаны магнитные моменты, приходящиеся на атом никеля цэфф = 0,15 /лБ и гадолиния цэфф = 8,15 /иБ. Немагнитное состояние никеля объясняется заполненной 3-6 полосой, а значение магнитного момента на гадолинии близко, но несколько выше, чем для свободного иона. Исследованы магнитные свойства интерметаллического Кондо соединения [118] СеМ2А15. Обнаружена сильная анизотропия намагниченности, проведена оценка магнитного момента приходящегося на атом церия. Полученный результат цэфф = 1,54 /иБ существенно отличается от значения, приходящегося на ион РЗМ.
В работе [118] были проведены исследования магнитной восприимчивости сплавов А1-Со-Се (Бу) в широком интервале температур, охватывающем твердое и жидкое состояние. Показано, что атомы кобальта находятся в немагнитном состоянии, а значения эффективного магнитного момента, приходящегося на атом редкоземельного иона, меньше, чем для свободного трехвалентного иона. При высоких температурах отмечено аномальное поведение %(Т), проявляющееся в возрастании значений восприимчивости после некоторой температуры, коррелирующей со значениями температуры плавления А12РЗМ. Данный факт подтверждает предположения работ [1-4] о существовании в расплаве ассоциатов по типу А12РЗМ, между атомами, которых существует ковалентная связь, разрушающаяся при значительных перегревах расплава над ликвидусом.
Таким образом, из литературных данных следует, что сплавы А1-ПМ-РЗМ в кристаллическом, жидком и аморфном состояниях представляют собой микронеоднородные многофазные системы. Согласно исследованиям атомной структуры, между атомами алюминия и Зй-металла существует сильное взаимодействие и возможно оно ковалентного типа. В ряде работ указывается на немагнитное поведение атомов Зй-переходыых металлов в сплавах А1-Со-РЗМ. Что касается характера взаимодействия редкоземельного элемента с