Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs
Исследовано влияние термобарической обработки (P = 7 GPa, T = 2300°С) на растворимость меди и цинка в Mn1+xSb со структурой никель-арсенидного типа. Показано, что P–T-обработка приводит к увеличению растворимости меди в антимониде марганца со структурой типа арсенида никеля (не более 30 at.%) и не п...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2009
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5978 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs / В.И. Митюк, В.М. Рыжковский, Т.М. Ткаченко // Физика и техника высоких давлений. — 2009. — Т. 19, № 2. — С. 94-98. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5978 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Митюк, В.И. Рыжковский, В.М. Ткаченко, Т.М. 2010-02-12T17:53:42Z 2010-02-12T17:53:42Z 2009 Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs / В.И. Митюк, В.М. Рыжковский, Т.М. Ткаченко // Физика и техника высоких давлений. — 2009. — Т. 19, № 2. — С. 94-98. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0868-5924 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5978 Исследовано влияние термобарической обработки (P = 7 GPa, T = 2300°С) на растворимость меди и цинка в Mn1+xSb со структурой никель-арсенидного типа. Показано, что P–T-обработка приводит к увеличению растворимости меди в антимониде марганца со структурой типа арсенида никеля (не более 30 at.%) и не повышает растворимость цинка. Рост содержания меди существенно меняет магнитные характеристики (удельную намагниченность, температуру Кюри) сплавов по сравнению с характеристиками незамещенного антимонида марганца Mn1.48Fe0.02Sb. Досліджено вплив термобаричної обробки (P = 7 GPa, T = 2300°С) на розчинність міді та цинку в Mn1+xSb зі структурою нікель-арсенідного типу. Показано, що P–T-обробка призводить до збільшення розчинності міді в антимоніді марганцю зі структурою типу арсеніду нікелю (не більше 30 at.%) і не підвищує розчинність цинку. Зростання кількості міді суттєво змінює магнітні характеристики (питому намагніченість, температуру Кюрі) сплавів в порівнянні з характеристиками незаміщеного антимоніду марганцю Mn1.48Fe0.02Sb. The influence of hot-pressing treatment (P = 7 GPa, T = 2300°С) on Cu and Zn solubility in Mn1+xSb with the NiAs-type crystal structure has been investigated. It was shown that the P–T processing leads to the increase of copper solubility in Mn1+xSb with the NiAstype crystal structure (not more than 30 at.%) and does not influence the zinc solubility. The increase of copper solubility leads to changes in magnetic characteristics of solid solution (e.g., specific magnetization, Curie point) as compared to those of unsubstituted Mn1.48Fe0.02Sb. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs Вплив термобаричної обробки на розчинність міді та цинку в антимоніді марганцю зі структурою типу NiAs The influence of hotpressing treatment on solubility of copper and zinc in manganese antimonide with the NiAs-type crystal structure Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs |
| spellingShingle |
Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs Митюк, В.И. Рыжковский, В.М. Ткаченко, Т.М. |
| title_short |
Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs |
| title_full |
Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs |
| title_fullStr |
Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs |
| title_full_unstemmed |
Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs |
| title_sort |
влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа nias |
| author |
Митюк, В.И. Рыжковский, В.М. Ткаченко, Т.М. |
| author_facet |
Митюк, В.И. Рыжковский, В.М. Ткаченко, Т.М. |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| publisher |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Вплив термобаричної обробки на розчинність міді та цинку в антимоніді марганцю зі структурою типу NiAs The influence of hotpressing treatment on solubility of copper and zinc in manganese antimonide with the NiAs-type crystal structure |
| description |
Исследовано влияние термобарической обработки (P = 7 GPa, T = 2300°С) на растворимость меди и цинка в Mn1+xSb со структурой никель-арсенидного типа. Показано, что P–T-обработка приводит к увеличению растворимости меди в антимониде марганца со структурой типа арсенида никеля (не более 30 at.%) и не повышает растворимость цинка. Рост содержания меди существенно меняет магнитные характеристики (удельную намагниченность, температуру Кюри) сплавов по сравнению с характеристиками незамещенного антимонида марганца Mn1.48Fe0.02Sb.
Досліджено вплив термобаричної обробки (P = 7 GPa, T = 2300°С) на розчинність міді та цинку в Mn1+xSb зі структурою нікель-арсенідного типу. Показано, що P–T-обробка призводить до збільшення розчинності міді в антимоніді марганцю зі структурою типу арсеніду нікелю (не більше 30 at.%) і не підвищує розчинність цинку. Зростання кількості міді суттєво змінює магнітні характеристики (питому намагніченість, температуру Кюрі) сплавів в порівнянні з характеристиками незаміщеного антимоніду марганцю Mn1.48Fe0.02Sb.
The influence of hot-pressing treatment (P = 7 GPa, T = 2300°С) on Cu and Zn solubility in Mn1+xSb with the NiAs-type crystal structure has been investigated. It was shown that the P–T processing leads to the increase of copper solubility in Mn1+xSb with the NiAstype crystal structure (not more than 30 at.%) and does not influence the zinc solubility. The increase of copper solubility leads to changes in magnetic characteristics of solid solution (e.g., specific magnetization, Curie point) as compared to those of unsubstituted Mn1.48Fe0.02Sb.
|
| issn |
0868-5924 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5978 |
| citation_txt |
Влияние термобарической обработки на растворимость меди и цинка в антимониде марганца со структурой типа NiAs / В.И. Митюк, В.М. Рыжковский, Т.М. Ткаченко // Физика и техника высоких давлений. — 2009. — Т. 19, № 2. — С. 94-98. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT mitûkvi vliânietermobaričeskoiobrabotkinarastvorimostʹmediicinkavantimonidemargancasostrukturoitipanias AT ryžkovskiivm vliânietermobaričeskoiobrabotkinarastvorimostʹmediicinkavantimonidemargancasostrukturoitipanias AT tkačenkotm vliânietermobaričeskoiobrabotkinarastvorimostʹmediicinkavantimonidemargancasostrukturoitipanias AT mitûkvi vplivtermobaričnoíobrobkinarozčinnístʹmídítacinkuvantimonídímargancûzístrukturoûtipunias AT ryžkovskiivm vplivtermobaričnoíobrobkinarozčinnístʹmídítacinkuvantimonídímargancûzístrukturoûtipunias AT tkačenkotm vplivtermobaričnoíobrobkinarozčinnístʹmídítacinkuvantimonídímargancûzístrukturoûtipunias AT mitûkvi theinfluenceofhotpressingtreatmentonsolubilityofcopperandzincinmanganeseantimonidewiththeniastypecrystalstructure AT ryžkovskiivm theinfluenceofhotpressingtreatmentonsolubilityofcopperandzincinmanganeseantimonidewiththeniastypecrystalstructure AT tkačenkotm theinfluenceofhotpressingtreatmentonsolubilityofcopperandzincinmanganeseantimonidewiththeniastypecrystalstructure |
| first_indexed |
2025-11-26T11:22:32Z |
| last_indexed |
2025-11-26T11:22:32Z |
| _version_ |
1850619410899795968 |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 2
94
PACS: 61.50.Ks
В.И. Митюк, В.М. Рыжковский, Т.М. Ткаченко
ВЛИЯНИЕ ТЕРМОБАРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА РАСТВОРИМОСТЬ
МЕДИ И ЦИНКА В АНТИМОНИДЕ МАРГАНЦА СО СТРУКТУРОЙ
ТИПА NiAs
ГО «НПЦ НАН Беларуси по материаловедению»
ул. П. Бровки, 19, г. Минск, 220072, Беларусь
Исследовано влияние термобарической обработки (P = 7 GPa, T = 2300°С) на рас-
творимость меди и цинка в Mn1+xSb со структурой никель-арсенидного типа. По-
казано, что P–T-обработка приводит к увеличению растворимости меди в анти-
мониде марганца со структурой типа арсенида никеля (не более 30 at.%) и не по-
вышает растворимость цинка. Рост содержания меди существенно меняет маг-
нитные характеристики (удельную намагниченность, температуру Кюри) сплавов
по сравнению с характеристиками незамещенного антимонида марганца
Mn1.48Fe0.02Sb.
1. Введение
Известно, что антимонид марганца Mn1+xSb со структурой типа NiAs
принадлежит к фазам переменного состава (0 ≤ х ≤ 0.30) [1]. Атомы марган-
ца занимают регулярные октаэдрические позиции и часть тригонально-
бипирамидальных междоузлий, причем степень отклонения состава от эк-
виатомного и связанная с этим степень заполнения тригонально-
бипирамидальных междоузлий существенно влияют на физические свойства
соединения. По магнитному упорядочению Mn1+xSb ферромагнетик, но тем-
пература магнитного фазового перехода TC, как и остальные свойства, сильно
зависит от избытка марганца х и принимает значения в диапазоне 300–600 K.
Практический интерес к антимониду марганца в настоящее время сохра-
няется. Так, в [2] предложено оригинальное использование антимонида мар-
ганца, наряду с антимонидами других переходных металлов, в качестве ма-
териала для отрицательного электрода литиевых аккумуляторных батарей.
Для расширения области практического применения получают ряды твер-
дых растворов антимонида марганца с переходными металлами, при этом
магнитные свойства растворов, как правило, существенно отличаются от
свойств исходного соединения.
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 2
95
Ранее [3] нами получены однофазные твердые растворы антимонида мар-
ганца MnMexSb со структурой типа NiAs с немагнитными медью и цинком
(Ме – Zn, Cu). Определено, что по магнитным свойствам эти растворы отли-
чаются от исходного антимонида марганца. Однако получить раствор с со-
держанием меди и цинка в антимониде марганца более 10 at.% не удалось. В
связи с этим целью настоящей работы было использование термобарической
технологии для увеличения содержания немагнитных компонентов в анти-
мониде марганца в пределах фазы никель-арсенидного типа.
2. Эксперимент
Известно, что термобарическое воздействие расширяет область однофаз-
ности в незамещенном антимониде марганца до состава Mn1.5Sb [4]. Анти-
монид марганца данного состава был принят нами за исходный образец. Для
решения поставленной в работе задачи предварительно методом прямого
сплавления исходных компонент были получены первичные сплавы соста-
вов: Mn1.48Fe0.02Sb; Mn1.38Fe0.02Zn0.1Sb; Mn1.28Fe0.02Zn0.2Sb; Mn1.28Fe0.02Cu0.2Sb;
Mn1.18Fe0.02Cu0.3Sb. Технология получения первичных сплавов была апро-
бирована ранее в [3]. Введение в них небольших количеств железа в виде
изотопа 57Fe обусловлено тем, что в последующем планировалось использо-
вать образцы для выполнения мёссбауэровских измерений.
Первичные образцы указанных составов по данным рентгенографии яв-
ляются многофазными. Затем первичные сплавы подвергали термобариче-
ской обработке при температуре 2300°C и постоянном квазигидростатиче-
ском давлении 7 GPa. Технология термобарической обработки и идентифи-
кации фаз в продуктах синтеза описаны в [5].
Рентгенографические измерения (рис. 1) установили, что воздействие Т =
= 2300°С и P = 7 GPa в течение 5 min с последующей закалкой полученных
образцов способствует возрастанию растворимости меди в антимониде мар-
ганца со структурой типа NiAs, но не приводит к возрастанию растворимо-
сти цинка. На рентгенограмме сплава состава Mn1.18Fe0.02Cu0.3Sb проявляет-
ся несимметричность пика (101), что может свидетельствовать об искажении
исходной структуры. Поэтому растворимость меди в антимониде марганца
Mn1.48Fe0,02Sb мы считаем не более 30 at.%, а растворимость цинка состав-
ляет 10 at.%, т.е. такая же, как и в матрице с меньшим содержанием Mn [3].
Отсутствие влияния термобарического воздействия на растворимость
цинка в матрице антимонида марганца представляется несколько неожидан-
ным по ряду причин, в частности атомно-размерного характера, и требует
дополнительных технологических экспериментов. Полученные под давле-
нием твердые растворы являются метастабильными, нагрев выше темпера-
туры T ~ 450 K разрушает фазу высокого давления. Рентгенографические
измерения подтверждают этот вывод.
Проведены температурные измерения намагниченности для растворов
всех составов (рис. 2). Измерения проводили в диапазоне температур 77–700 K
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 2
96
Рис. 1. Рентгенограммы термобарически обработанных Mn1.48Fe0.02Sb (а),
Mn1.38Fe0.02Zn0.1Sb (б), Mn1.28Fe0.02Zn0.2Sb (в), Mn1.28Fe0.02Cu0.2Sb (г), Mn1.18Fe0.02Cu0.3Sb
(д)
Рис. 2. Температурная зависимость удельной намагниченности термобарически
обработанных Mn1.48Fe0.02Sb (а), Mn1.38Fe0.02Zn0.1Sb (б), Mn1.28Fe0.02Cu0.2Sb (в),
Mn1.18Fe0.02Cu0.3Sb (г)
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 2
97
в поле 8.6 kOe на установке, работающей по методу измерения пондеромо-
торной силы, что позволяет производить измерения при малых количествах
образца. Анализ кривых намагниченности Zn- и Cu-замещенных образцов в
сопоставлении с аналогичными кривыми исходного антимонида марганца
Mn1.48Fe0.02Sb показал, что при замещении магнитного марганца на немаг-
нитные медь и цинк снижения намагниченности и температуры Кюри не про-
исходит. Напротив, для цинк- и медьсодержащих образцов
Mn1.38Fe0.02Zn0.1Sb и Mn1.28Fe0.02Cu0.2Sb наблюдается повышение темпера-
туры перехода в парамагнитное состояние (соответственно 260 и 350 K) по
сравнению с незамещенным антимонидом марганца состава Mn1.48Fe0.02Sb
(TC = 230 K). Причем для всех сплавов, подвергнутых термобарической об-
работке в высокотемпературной области (более 400 K), наблюдается значи-
тельная остаточная намагниченность, что связано с разрушением метаста-
бильной фазы высокого давления и возвратом к исходному термодинамиче-
ски стабильному состоянию. Как отмечалось, увеличить содержание цинка в
твердых растворах в пределах никель-арсенидной фазы не удалось. На рент-
генограмме сплава Mn1.28Fe0.02Zn0.2Sb, помимо пиков основной никель ар-
сенидной фазы, появляются пики, соответствующие тетрагональной фазе
MnZnSb (см. рис. 1,в).
3. Выводы
Применение термобарической обработки вызывает увеличение раствори-
мости меди в антимониде марганца в пределах никель-арсенидной фазы до
30 at.%, но не повышает растворимость цинка. Термобарически обработан-
ные однофазные сплавы со структурой типа NiAs являются метастабильны-
ми при комнатной температуре, а при нагреве до T > 450 K разрушаются.
Относительно большие содержания немагнитного компонента – меди (до
30 at.%) – существенно изменяют магнитные характеристики (удельную на-
магниченность, температуру Кюри) сплавов по сравнению с характеристи-
ками незамещенного антимонида марганца Mn1.48Fe0.02Sb.
Работа выполнена при поддержке Белорусского республиканского фонда
фундаментальных исследований (проект Ф08М-136).
1. Η.Η. Сирота, Физико-химическая природа фаз переменного состава, Наука и
техника, Минск (1970).
2. C.M. Ionica, P.E. Lippens, J.O. Fourcade, J.-C. Jumas, J. Power Sources 146, 478
(2005).
3. V.I. Mitsiuk, V.M. Ryzhkovskii, T.M. Tkachenko, J. Alloys Compounds (to be pub-
lished).
4. В.М. Рыжковский, В.С. Гончаров, ФТВД 17, № 2, 53 (2007).
5. В.М. Рыжковский, В.И. Митюк, ФТВД 17, № 1, 137 (2007).
Физика и техника высоких давлений 2009, том 19, № 2
98
В.І. Мітюк, В.М. Рижковський, Т.М. Ткаченко
ВПЛИВ ТЕРМОБАРИЧНОЇ ОБРОБКИ НА РОЗЧИННІСТЬ МІДІ ТА
ЦИНКУ В АНТИМОНІДІ МАРГАНЦЮ ЗІ СТРУКТУРОЮ ТИПУ NiAs
Досліджено вплив термобаричної обробки (P = 7 GPa, T = 2300°С) на розчинність
міді та цинку в Mn1+xSb зі структурою нікель-арсенідного типу. Показано, що P–T-
обробка призводить до збільшення розчинності міді в антимоніді марганцю зі
структурою типу арсеніду нікелю (не більше 30 at.%) і не підвищує розчинність
цинку. Зростання кількості міді суттєво змінює магнітні характеристики (питому
намагніченість, температуру Кюрі) сплавів в порівнянні з характеристиками не-
заміщеного антимоніду марганцю Mn1.48Fe0.02Sb.
V.I. Mitiuk, V.M. Ryzhkovskii, T.M. Tkachenko
THE INFLUENCE OF HOT-PRESSING TREATMENT ON SOLUBILITY
OF COPPER AND ZINC IN MANGANESE ANTIMONIDE
WITH THE NiAs-TYPE CRYSTAL STRUCTURE
The influence of hot-pressing treatment (P = 7 GPa, T = 2300°С) on Cu and Zn solubility
in Mn1+xSb with the NiAs-type crystal structure has been investigated. It was shown that
the P–T processing leads to the increase of copper solubility in Mn1+xSb with the NiAs-
type crystal structure (not more than 30 at.%) and does not influence the zinc solubility.
The increase of copper solubility leads to changes in magnetic characteristics of solid so-
lution (e.g., specific magnetization, Curie point) as compared to those of unsubstituted
Mn1.48Fe0.02Sb.
Fig. 1. The X-ray analysis results for the hot-pressed Mn1.48Fe0.02Sb (а), Mn1.38Fe0.02Zn0.1Sb
(б), Mn1.28Fe0.02Zn0.2Sb (в), Mn1.28Fe0.02Cu0.2Sb (г), Mn1.18Fe0.02Cu0.3Sb (д)
Fig. 2. Magnetic measurement results for the hot-pressed Mn1.48Fe0.02Sb (а),
Mn1.38Fe0.02Zn0.1Sb (б), Mn1.28Fe0.02Cu0.2Sb (в), Mn1.18Fe0.02Cu0.3Sb (г)
|