Структурні особливості сплаву Al-Cu-Fe в області існування квазікристалічної фази

Відкриті більше, ніж 20 років тому квазікристалічні сплави завдяки особливій кристалографічній структурі мають комплекс незвичайних властивостей, що зробило їх привабливими для практичного використання в ролі замінників існуючих матеріалів. Серед них багато сплавів на основі алюмінію, в яких можливе формування квазікристалічної ψ-фази, але питання про область гомогенності даних фаз залишається ще не досить вивченим. Тому метою роботи було виявлення структури та механізмів фазових перетворень квазікристалічної фази у сплаві Al-Cu-Fе з використанням комплексу фізичних методів дослідження та вивчення властивостей ψ-фази, утвореної в результаті лазерного легування.

На дифрактограмах, одержаних від сплаву, фіксувалися дифракційні максимуми від ґраток ікосаедричної квазікристалічної фази Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅ та інтерметалідів Al₅Fe₂, Cu₉Al₄. Металографічні ж дослідження показали наявність чотирьох структурних складових, що відрізнялися за кольором травлення, тобто рентгенографічно всі фази зафіксувати не виявилося можливим, що пов’язано, очевидно, з їх незначною кількістю.

Вимірювання мікротвердості показало середнє значення , що характерно для означеної фази.

Таким чином, встановлено, що ψ-фаза є присутньою у сплаві системи Al-Cu-Fе, з характерними для неї механічними та структурними властивостями.

Література

1. Адєєва Л.І, Борисова А.Л. Квазікристалічні сплави як новий перспективний матеріал для захисних покриттів //Фізика і хімія твердого тіла, 2002. – Т3, №3. - с. 454-465.

2. Марченко В.І. Об условиях устойчивости квазикристаллов. - М., 1991. - 317 с.

Крива Наталія

студентка V курсу фізичного факультету ЗНУ,

ст. викладач Багрійчук О.С.

Магнітні властивості мезопористих нанокомпозитів на основі кобальту

Один з найважливіших напрямів сучасного матеріалознавства пов'язаний з проблемами отримання наноструктур із заданими характеристиками і створенням нових функціональних наноматеріалів на їх основі.

Для вирішення цієї проблеми широко застосовується підхід, пов'язаний з отриманням композитних наноматеріалів, тобто частинок, впроваджених в хімічно інертну матрицю. У багатьох випадках в якості такої матриці використовують різні пористі матеріали, розмір порожнин яких лежить в нанометровому діапазоні [1,2]. У ці пори можна впроваджувати різні з'єднання, а після хімічної модифікації отримувати частинки шуканого матеріалу, розмір і форма яких повторюють форму порожнин матриці. Стінки матриці запобігають агрегації наночастинок і захищають їх від дій зовнішнього середовища. Однією з перспективних матриць для отримання одновимірних наночасток є мезопорістий діоксид кремнію (SiO₂), що володіє впорядкованою гексагональною структурою відкритих циліндрових пор, діаметр яких можна варіювати від 2 до 50 нм [1-3]. Розвиток технологій отримання нанорозмірних матеріалів із середньою магнітною жорсткістю пов’язано з перспективами їхнього використання в якості елементів пам’яті із великою щільністю перпендикулярного запису інформації [3].

В роботі побудована фізична модель впорядкованого мезопористого композиту, що складається з нанонітей кобальту впроваджених в немагнітну матрицю з діоксиду кремнію (див. рис.1). Вісі легкого намагнічування та зовнішнє магнітне поле орієнтувалися вздовж координатної вісі z.

М

Рис. 1. Модель нанокомпозиту.

агнітні властивості нанокомпозитів розраховувались шляхом чисельного інтегрування за часом інтегрально-диференційного рівняння Ландау-Ліфшиця [4-6] з періодичними граничними умовами вздовж координатних осей х та у:

. (1)

Ефективне магнітне поле в (1) визначається варіаційною похідною від функціоналу вільної енергії по намагніченості . В нашому випадку енергія являє собою суму енергій одновісної анізотропії, обмінної взаємодії, магнітостатичної взаємодії із власним та зовнішнім магнітними полями:

. (2)

При розрахунках магнітного гістерезису композитів варіювалися діаметр нм і довжина нм нанонітей та відстань нм між ними. Параметри гістерезисних кривих (коерцитивна сила ) представлені на рис. 2.

Рис. 2. Залежність H_c композитів від розмірів проміжків b між частинками: (а) – 5 нм, (б) ­ 10 нм, (в) – 15 нм.

В роботі виявлено розмірну залежність мод перемагнічування нанокомпозитів: когерентне обертання намагніченості в частинках довжиною 20≤L≤50 нм і діаметром 10≤D≤20 нм, виникнення 90^о-ної міждоменної стінки блохівського типу, що рухається по гелікоїдальній траєкторії навколо вісі симетрії частинок 20≤D≤50 нм та 80≤L≤200 нм.