Опровергнута гипотеза о причине изменения формы сплавов при намагничивании

Учёные из Объединённого института ядерных исследований, ОИЯИ, и Университета МИСИС доказали, что гигантские магнитострикционные свойства у сплавов на основе железа и галлия нельзя объяснить образованием наноразмерных кластеров. Эти сплавы востребованы в высокотехнологичных отраслях.

Количество таких кластеров оказалось на порядок меньше, чем указывалось в статьях зарубежных учёных.

Сплавы железа и галлия, известные как галфенолы, используются для изготовления электроники, гидролокаторов, сенсорных устройств и элементов системы автоматического регулирования. Это связано с их способностью менять размер под воздействием магнитного поля.

Ранее считалось, что повышенную магнитострикцию вызывает наличие 3-5% наноразмерных включений с тетрагональной структурой в кубической решётке Fe-Ga сплавов (фазы L60). Однако российские учёные выяснили, что в массивных образцах доля этой фазы мала и составляет не более 0,1–0,2% от объёма образца.

Наши исследования ставят под сомнение распространенную гипотезу о природе возникновения гигантской магнитострикции в железо-галлиевых сплавах. Ее зарубежные авторы утверждают, что после обработки галфенолов при определенных температурах, в нем формируется особая фаза, которая усиливает магнитострикцию. В нашем исследовании показано, что объемная доля этой фазы в массивных образцах, не менее чем на порядок меньше, чем принято считать на основе исследований тонких пленок, а поэтому они не могут определять макросвойства материала. Таким образом, существующие интерпретации о функциональных свойствах галфенолов ставятся под сомнение и ученым снова необходимо искать причины возникновения этого необычного явления, — поделился д.ф.-м.н. Игорь Головин, профессор кафедры металловедения цветных металлов НИТУ МИСИС, ведущий научный сотрудник ОИЯИ.

Сотрудники НИТУ МИСИС опубликовали исследования галфенолов в научных журналах. Среди них — статьи в Journal of Alloys and Compounds и Physical Review Materials.

Расхождения между данными могли возникнуть из-за разных методов анализа образцов. Российские учёные использовали нейтронное и синхротронное излучение для анализа объёмных образцов, а другие исследователи применяли метод просвечивающей микроскопии на тонких фольгах.

В журнале Journal of Alloys and Compounds есть информация о том, как термообработка влияет на галфенолы.

Сплавы системы Fe-Ga являются интересными со многих точек зрения объектами исследований с выраженными функциональными свойствами. С помощью специальной термообработки можно получить совершенно разные кристаллические структуры или их смеси. В зависимости от своей структуры при комнатной температуре сплав проявляет совершенно различные магнитные свойства, — сказал соавтор исследования, магистрант НИТУ МИСИС Уйи Десмонд Осагуона.

Результаты исследований структуры Fe-Ga сплавов с высоким содержанием галлия опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds.

Несмотря на то, что оптимальные функциональные свойства наблюдаются у сплавов системы Fe-Ga с содержанием галлия менее 28 атомных %, интерес к ним выявил отсутствие систематических знаний о структуре Fe-Ga сплавов с бОльшим содержанием галлия. Совместно с коллегами из Дубны, мы не только смогли уточнить равновесную диаграмму сплава Fe-Ga, на которую добавлены новые ранее неизвестные фазы, но и получили кинетические зависимости образования ряда равновесных и метастабильных фаз, — рассказала к.т.н. Валерия Палачёва, научный сотрудник лаборатории «Ультрамелкозернистые металлические материалы» НИТУ МИСИС.

Исследования выполнены при поддержке грантов Российского научного фонда (№ 22-42-04404 и № 19-72-20080). Результаты стали возможны благодаря использованию реактора ИБР-2 в ОИЯИ в Дубне и участию российских учёных, которые провели эксперименты на оборудовании в университетах Франции, Испании и Тайваня.

16.07.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику

Электроны вращаются без электрического за...

Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новый программный комплекс представили ученые ...

В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G

Уникальные фильтры для импульсной терагер...

Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет
Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет

Физическая модель, которая описывает взаимодей...

Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики
Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики

Новый метод синтеза производных пирролизидина ...

Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела
Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела

Термоэлектрический материал, который можно исп...

В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС
В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС

Первый российский комплект интегральных схем д...

Physical Review C: Синтезирован новый изотоп плутония
Physical Review C: Синтезирован новый изотоп плутония

Физики из Китая выяснили, что период...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии