Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co1-xNixTe
Проведено исследование магнитных и электрических свойств сплавов системы Co₁₋xNixTe, подвергнутых термобарической обработке (P = 7.0 GPa, T ~ 1270 K) с последующей закалкой. Построена магнитная фазовая диаграмма системы Co₁₋xNixTe в интервале температур 77–1300 K. Термобарическая обработка сплавов с...
Saved in:
| Published in: | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2008
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70434 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co₁₋xNixTe / Г.И. Маковецкий, Д.Г. Васьков, К.И. Янушкевич // Физика и техника высоких давлений. — 2008. — Т. 18, № 2. — С. 7-14. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860055371077386240 |
|---|---|
| author | Маковецкий, Г.И. Васьков, Д.Г. Янушкевич, К.И. |
| author_facet | Маковецкий, Г.И. Васьков, Д.Г. Янушкевич, К.И. |
| citation_txt | Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co₁₋xNixTe / Г.И. Маковецкий, Д.Г. Васьков, К.И. Янушкевич // Физика и техника высоких давлений. — 2008. — Т. 18, № 2. — С. 7-14. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | Проведено исследование магнитных и электрических свойств сплавов системы Co₁₋xNixTe, подвергнутых термобарической обработке (P = 7.0 GPa, T ~ 1270 K) с последующей закалкой. Построена магнитная фазовая диаграмма системы Co₁₋xNixTe в интервале температур 77–1300 K. Термобарическая обработка сплавов составов x = 0–0.4 приводит к значительному уменьшению их удельной намагниченности в области температур 77–500 K. Наиболее высокими значениями удельного электросопротивления обладают сплавы составов x = 0.1–0.4.
Magnetic and electrical properties of hot-pressed (P ~ 7.0 GPa, T ~ 1270 K) and then quenched Co₁₋xNixTe alloys have been studied. The Co₁₋xNixTe system magnetic phase diagram in the 77–1300 K thermal range was constructed. Hot pressing treatment for alloys of x = 0–0.4 composition leads to significant reduction of their specific magnetization in the thermal range of 77–500 K. The alloys of x = 0.1–0.4 composition possess the highest specific resistance values.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:00:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 3
7
PACS: 51.60.+a
Г.И. Маковецкий, Д.Г. Васьков, К.И. Янушкевич
ВЛИЯНИЕ ТЕРМОБАРИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
НА МАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ Co1–xNixTe
Объединенный институт физики твердого тела и полупроводников НАН Беларуси
ул. П. Бровки, 19, г. Минск, 220072, Республика Беларусь
E-mail: makovets@ifttp.bas-net.by
Статья поступила в редакцию 11 февраля 2008 года
Проведено исследование магнитных и электрических свойств сплавов системы
Co1–xNixTe, подвергнутых термобарической обработке (P = 7.0 GPa, T ~ 1270 K) с
последующей закалкой. Построена магнитная фазовая диаграмма системы
Co1–xNixTe в интервале температур 77–1300 K. Термобарическая обработка спла-
вов составов x = 0–0.4 приводит к значительному уменьшению их удельной намаг-
ниченности в области температур 77–500 K. Наиболее высокими значениями
удельного электросопротивления обладают сплавы составов x = 0.1–0.4.
Введение
В системе Co1–xNixTe (0 ≤ x ≤ 1.0) при закалке от температур, близких к
температуре солидуса, образуется непрерывный ряд твердых растворов со
структурой типа NiAs (B81) [1]. Образцы, синтезированные таким способом
в кварцевых ампулах, обладают большим количеством пор и раковин. Опыт
работы с твердыми растворами халькогенидов, антимонидов, пниктидов и
им подобных систем показал, что для изготовления компактных образцов
спеки, полученные закалкой от высоких температур, целесообразно спекать
под воздействием высоких давлений и температур [2–4]. Порошки предва-
рительно синтезированных твердых растворов системы Co1–xNixTe подвер-
гали термобарической обработке при P ~ 7.0 GPa, T ~ 1270 K в течение 30–
60 s с последующей закалкой. После спекания в аппаратах высокого
давления [5] слитки не имеют видимых трещин и пор, обладают
металлическим блеском. На полученных таким способом образцах твердых
растворов CoTe–NiTe проведены измерения плотности и микротвердости
[6]. В настоящей работе представлены результаты изучения температурных
зависимостей удельной намагниченности, магнитной восприимчивости и
электросопротивления твердых растворов системы Co1–xNixTe после
термобарического воздействия.
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 3
8
Методики эксперимента
Исследования удельной намагниченности и магнитной восприимчивости
образцов системы Co1–xNixTe (0 ≤ x ≤ 1.0) выполнены на установке, позво-
ляющей измерять с большой точностью силу, действующую на образец в
магнитном поле. Описание пондеромоторного метода изучения указанных
магнитных характеристик дано в работе [7]. Измерения проведены в маг-
нитном поле H = 0.86 T и диапазоне температур 80–1270 K в вакууме. В ин-
тервале температур 77–730 K электросопротивление образцов изучено че-
тырехзондовым методом [8] на образцах в виде таблеток диаметром 12 mm и
высотой 6–7 mm.
Результаты эксперимента и обсуждение
Температурные зависимости удельной намагниченности образцов систе-
мы Co1–xNixTe (0 ≤ х ≤ 0.4), подвергнутых термобарическому воздействию,
представлены на рис. 1. Они отличаются от полученных для образцов тех же
составов, синтезированных в печи сопротивления [9]. Главное отличие в
том, что величины удельной намагниченности исследуемых образцов в об-
ласти температур 77–500 K существенно ниже значений для сплавов, полу-
ченных в кварцевых ампулах. Кроме того, величины удельной намагничен-
ности образцов составов 0 ≤ х ≤ 0.4 в указанной температурной области ос-
таются практически неизменными. Нагрев от ~ 500 K приводит к резкому
возрастанию удельной намагниченности. Далее ход зависимостей σ(T) ста-
новится практически аналогичным их поведению, характерному для быстро-
закаленных сплавов ампульного синтеза. Температура исчезновения маг-
нитного упорядочения образцов 0 ≤ x ≤ 0.3, подвергнутых термобарическо-
му воздействию, практически совпадает с таковой у сплавов этих же соста-
вов до указанного воздействия. Измерения σ(T) при охлаждении показали,
что зависимости удельной намагниченности от температуры становятся по-
хожими на полученные при измерении в режиме нагрева образцов до термо-
барического воздействия.
График зависимости температуры перехода в парамагнитное состояние
твердых растворов 0 ≤ х ≤ 0.4 представлен на рис. 2. Температура перехода
уменьшается практически линейно от ~ 1230 K у CoTe до ~ 1160 K у сплава
Co0.6Ni0.4Te. Зависимость эффективного магнитного момента от состава
этих же образцов, представленная на рис. 3, также имеет линейный характер
и при 293 K уменьшается от 0.19μB у CoTe до 0.13μB у сплава Co0.6Ni0.4Te.
Состав концентрации х = 0.5 обладает наименьшим значением удельной на-
магниченности как при получении ампульным синтезом, так и после термо-
барической обработки: соответственно σ ≈ 1.28 и σ ≈ 0.07 Gs·cm3·g–1 (см.
рис. 1). Значения температуры Кюри и магнитного момента образца
Co0.5Ni0.5Te не укладываются на прямолинейные зависимости рис. 2 и 3 со-
ставов 0 ≤ х ≤ 0.4. В исследуемых твердых растворах при шаге изменения
концентрации х = 0.1 образец состава х = 0.5 находится наиболее близко к
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 3
9
а б
в г
д е
Рис. 1. Температурная зависимость удельной намагниченности сплавов системы
Co1–xNixTe составов x = 0–0.5, подвергнутых термобарическому воздействию (P ~
~ 7.0 GPa, T ~ 1270 K): –○– – нагрев образца, –●– – охлаждение
Рис. 2. Концентрационная зависимость
температуры магнитного перехода спла-
вов системы Co1–xNixTe (0 ≤ x ≤ 0.4)
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 3
10
границе фазового превращения магнитный порядок–магнитный беспорядок.
Как показали результаты измерений методом дифференциального термиче-
ского анализа, плавление образцов происходит при более высоких темпера-
турах [9].
Особенности поведения удельной намагниченности сплавов Co1–xNixTe,
подвергнутых термобарическому воздействию, можно объяснить проявлени-
ем изменения степени дефектности их кристаллической структуры. Наличие
дефектов в структуре твердых растворов Co1–xNixTe подтверждается резуль-
татами измерения плотности [10]. Упорядочение вакансий ионов металла в
слоях гексагональной кристаллической решетки может привести к появлению
слабого магнетизма сплавов. Термобарическая обработка уменьшает степень
упорядочения вакансий в кристаллической структуре сплавов. Уменьшение
числа упорядоченных вакансий в металлических слоях приводит к снижению
удельной намагниченности сплавов. При нагревании образцов до температур
выше 500–700 K происходит их отжиг. В результате возрастает число упоря-
доченных вакансий в слоях с ионами кобальта и никеля. Упорядочение вакан-
сий кобальта при его значительных концентрациях приводит к повышению
удельной намагниченности сплавов в указанном интервале температур, а
также к аномалиям на температурных зависимостях их удельного электросо-
противления. Уменьшение удельной намагниченности образцов с концентра-
цией x = 0–0.5 при температурах ниже 1200 K, предшествующих их плавле-
нию, может быть обусловлено разупорядочением вакансий. Нагрев до темпе-
ратур выше 1200 K приводит к увеличению дефектности кристаллической
структуры в целом и окончательному разрушению упорядочения вакансий в
слоях катионов, а в итоге – к исчезновению магнитного упорядочения.
Температурные зависимости удельной магнитной восприимчивости твер-
дых растворов в области концентраций 0.6 ≤ x ≤ 1.0 и интервале температур
77–1270 K представлены на рис. 4. Величины значений магнитной воспри-
имчивости и характер их изменения в указанном интервале температур по-
казывают, что составы этих концентраций являются парамагнетиками.
По результатам изучения температурных зависимостей удельной намаг-
ниченности и магнитной восприимчивости сплавов системы Co1–xNixTe
(0 ≤ x ≤ 1.0) построена магнитная фазовая диаграмма в координатах состав–
температура (рис. 5). Температура Кюри СоТе имеет величину ~ 1230 K, что
Рис. 3. Концентрационная зависимость
эффективного магнитного момента ка-
тионов в твердых растворах системы
Co1–xNixTe (0 ≤ x ≤ 0.4) при T = 293 K
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 3
11
Рис. 4. Температурные зависимости удельной магнитной восприимчивости сплавов
системы Co1–xNixTe (x = 0.6–1.0)
Рис. 5. Магнитная фазовая диаграмма системы Co1–xNixTe (F – область ферромаг-
нитной фазы, P – парамагнитной)
всего лишь на 5–9 K ниже его температуры плавления и на ~ 170 K ниже
температуры Кюри кобальта. При замещении кобальта никелем в образцах
вплоть до состава x = 0.4 температура Кюри плавно уменьшается до значения
~ 1160 K и резко понижается до ~ 980 K для сплава концентрации x = 0.5.
Анализ температурных зависимостей удельного электросопротивления
сплавов системы, подвергнутых термобарической обработке (рис. 6), пока-
зывает, что монотеллуриды кобальта и никеля, а также их взаимные твердые
растворы обладают металлическим характером проводимости. Концентра-
ционные зависимости удельного электросопротивления при 77, 293 и 500 K
(рис. 7) имеют вид кривых с максимумом, смещенным в сторону сплавов на
основе теллуридов кобальта (x = 0.1–0.4). Это косвенно указывает на более
высокую степень дефектности кристаллической структуры, что согласуется с
результатами исследований концентрационных зависимостей их плотности [10].
Выводы
По результатам изучения температурных зависимостей удельной намаг-
ниченности и магнитной восприимчивости построена магнитная фазовая
диаграмма системы Co1–xNixTe для интервала температур 77–1300 K. Уста-
новлено, что твердые растворы в интервале концентраций 0 ≤ x ≤ 0.5 обла-
дают магнитным упорядочением с температурой Кюри 980 ≤ Т ≤ 1230 K.
Сплавы составов x = 0.6–1.0 – парамагнетики. Термобарическая обработка
образцов составов 0 ≤ x ≤ 0.4 при давлении P ~ 7.0 GPa и температуре T ~
~ 1270 K с последующей закалкой приводит к значительному уменьшению
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 3
12
Рис. 6. Температурные зависимости
удельного электросопротивления
сплавов Co1–xNixTe, подвергнутых
термобарической обработке
Рис. 7. Концентрационные зависимости
удельного электросопротивления спла-
вов системы Co1–xNixTe (0 ≤ x ≤ 0.1) при
различных температурах, K: а – 77, б –
293, в – 500
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 3
13
удельной намагниченности в области температур 77 ≤ Т ≤ 500 K. При темпе-
ратуре выше 500 K намагниченность возрастает и при ~ 700 K практически
достигает величин, наблюдаемых у образцов до термобарической обработки
(3.0–7.0 A·m2/kg). Результаты исследования ρ(T) в области 77 ≤ Т ≤ 730 K
показали, что наиболее высоким удельным электросопротивлением обладают
твердые растворы в интервале концентраций 0.1 ≤ x ≤ 0.4. Этот эксперимен-
тальный результат согласуется с результатами измерений параметров элемен-
тарных ячеек, микротвердости, плотности образцов системы Co1–xNixTe и
подтверждает предположение о более высокой степени дефектности их кри-
сталлической структуры.
1. Г.И. Маковецкий, Д.Г. Васьков, К.И. Янушкевич, Докл. НАН Беларуси 44, № 2,
53 (2000).
2. Э.А. Завадский, В.И. Вальков, Магнитные фазовые переходы, Наукова думка,
Киев (1980).
3. Г.И. Маковецкий, А.И. Галяс, К.И. Янушкевич, ФТТ 39, 320 (1997).
4. В.М. Рыжковский, В.С. Гончаров, Неорган. материалы 43, 551 (2007).
5. В.Б. Шипило, Патент Республики Беларусь № 1302 (1994).
6. Г.И. Маковецкий, Д.Г. Васьков, К.И. Янушкевич, ФТВД 11, № 4, 95 (2001).
7. В.И. Чечерников, Магнитные измерения, Изд-во Моск. ун-та, Москва (1969).
8. У. Данлэп, Введение в физику полупроводников, Изд-во иностр. лит., Москва
(1959).
9. G.I. Makovetskii, D.G. Vas’kov, K.I. Yanushkevich, The Physics of Metals and Met-
allography 100, N 1, S21 (2005).
10. Г.И. Маковецкий, Д.Г. Васьков, К.И. Янушкевич, Неорган. материалы 38, 108
(2002).
G.I. Makovetskii, D.G. Vas’kov, K.I. Yanushkevich
HOT PRESSING EFFECT ON MAGNETIC AND ELECTRICAL
PROPERTIES OF Co1–xNixTe ALLOYS
Magnetic and electrical properties of hot-pressed (P ~ 7.0 GPa, T ~ 1270 K) and then
quenched Co1–xNixTe alloys have been studied. The Co1–xNixTe system magnetic phase
diagram in the 77–1300 K thermal range was constructed. Hot pressing treatment for al-
loys of x = 0–0.4 composition leads to significant reduction of their specific magnetiza-
tion in the thermal range of 77–500 K. The alloys of x = 0.1–0.4 composition possess the
highest specific resistance values.
Fig. 1. Temperature dependence of the specific magnetization for Co1–xNixTe alloys
treated by hot pressing in composition region x = 0–0.5 (P ~ 7.0 GPa, T ~ 1270 K): –○– –
sample heating; –●– – cooling
Fig. 2. Concentration dependences of magnetic transition temperature for Co1–xNixTe
alloys (0 ≤ x ≤ 0.4)
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 3
14
Fig. 3. Concentration dependence of cation effective magnetic moment for Co1–xNixTe
(0 ≤ x ≤ 0.4) solid solutions at T = 293 K
Fig. 4. Temperature dependences of specific magnetic susceptibility for Co1–xNixTe (x =
= 0.6–1.0) alloys
Fig. 5. Magnetic phase diagram of Co1–xNixTe system (F – ferromagnetic phase region, P –
paramagnetic)
Fig. 6. Temperature dependences of specific resistance for hot-pressed Co1–xNixTe alloys
Fig. 7. Concentration dependences of specific resistance for Co1–xNixTe (0 ≤ x ≤ 1.0) al-
loys at various temperatures, K: а – 77, б – 293, в – 500
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70434 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:00:44Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Маковецкий, Г.И. Васьков, Д.Г. Янушкевич, К.И. 2014-11-06T09:05:14Z 2014-11-06T09:05:14Z 2008 Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co₁₋xNixTe / Г.И. Маковецкий, Д.Г. Васьков, К.И. Янушкевич // Физика и техника высоких давлений. — 2008. — Т. 18, № 2. — С. 7-14. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 51.60.+a https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70434 Проведено исследование магнитных и электрических свойств сплавов системы Co₁₋xNixTe, подвергнутых термобарической обработке (P = 7.0 GPa, T ~ 1270 K) с последующей закалкой. Построена магнитная фазовая диаграмма системы Co₁₋xNixTe в интервале температур 77–1300 K. Термобарическая обработка сплавов составов x = 0–0.4 приводит к значительному уменьшению их удельной намагниченности в области температур 77–500 K. Наиболее высокими значениями удельного электросопротивления обладают сплавы составов x = 0.1–0.4. Magnetic and electrical properties of hot-pressed (P ~ 7.0 GPa, T ~ 1270 K) and then quenched Co₁₋xNixTe alloys have been studied. The Co₁₋xNixTe system magnetic phase diagram in the 77–1300 K thermal range was constructed. Hot pressing treatment for alloys of x = 0–0.4 composition leads to significant reduction of their specific magnetization in the thermal range of 77–500 K. The alloys of x = 0.1–0.4 composition possess the highest specific resistance values. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co1-xNixTe Вплив термобарічної взаємодії на магнітні та електричні властивості сплавів Co₁₋xNixTe Hot pressing effect on magnetic and electrical properties of Co₁₋xNixTe alloys Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co1-xNixTe Маковецкий, Г.И. Васьков, Д.Г. Янушкевич, К.И. |
| title | Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co1-xNixTe |
| title_alt | Вплив термобарічної взаємодії на магнітні та електричні властивості сплавів Co₁₋xNixTe Hot pressing effect on magnetic and electrical properties of Co₁₋xNixTe alloys |
| title_full | Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co1-xNixTe |
| title_fullStr | Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co1-xNixTe |
| title_full_unstemmed | Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co1-xNixTe |
| title_short | Влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов Co1-xNixTe |
| title_sort | влияние термобарического взаимодействия на магнитные и электрические свойства сплавов co1-xnixte |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70434 |
| work_keys_str_mv | AT makoveckiigi vliânietermobaričeskogovzaimodeistviânamagnitnyeiélektričeskiesvoistvasplavovco1xnixte AT vasʹkovdg vliânietermobaričeskogovzaimodeistviânamagnitnyeiélektričeskiesvoistvasplavovco1xnixte AT ânuškevički vliânietermobaričeskogovzaimodeistviânamagnitnyeiélektričeskiesvoistvasplavovco1xnixte AT makoveckiigi vplivtermobaríčnoívzaêmodíínamagnítnítaelektričnívlastivostísplavívco1xnixte AT vasʹkovdg vplivtermobaríčnoívzaêmodíínamagnítnítaelektričnívlastivostísplavívco1xnixte AT ânuškevički vplivtermobaríčnoívzaêmodíínamagnítnítaelektričnívlastivostísplavívco1xnixte AT makoveckiigi hotpressingeffectonmagneticandelectricalpropertiesofco1xnixtealloys AT vasʹkovdg hotpressingeffectonmagneticandelectricalpropertiesofco1xnixtealloys AT ânuškevički hotpressingeffectonmagneticandelectricalpropertiesofco1xnixtealloys |