Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂
Вивчення магнітної структури Fe₂₃B₃Nd₂ доповнене координаційним аналізом атомної структури. За нейтронодифрактометричними даними, опублікованими в роботі [3], виведені координаційні полігедри атомів і описана полігедрична структура фази. Розглянута кореляція магнітних моментів з координаційними...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Datum: | 2006 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2006
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81312 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂ / В.О. Бовда, М.М. Матюшенко, О.М. Бовда // Вопросы атомной науки и техники. — 2006. — № 1. — С. 114-119. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-81312 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Бовда, В.О. Матюшенко, М.М. Бовда, О.М. 2015-05-14T18:05:23Z 2015-05-14T18:05:23Z 2006 Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂ / В.О. Бовда, М.М. Матюшенко, О.М. Бовда // Вопросы атомной науки и техники. — 2006. — № 1. — С. 114-119. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81312 548.315:546.711 Вивчення магнітної структури Fe₂₃B₃Nd₂ доповнене координаційним аналізом атомної структури. За нейтронодифрактометричними даними, опублікованими в роботі [3], виведені координаційні полігедри атомів і описана полігедрична структура фази. Розглянута кореляція магнітних моментів з координаційними полігедрами і найкоротшими міжатомними відстанями. Изучение магнитной структуры Fe₂₃B₃Nd₂ дополнено координационным анализом атомной структуры. Согласно нейтроннодифрактометрическим данным, опубликованным в работе [3], выведены координационные полиэдры атомов и описана полиэдрическая структура фазы. Рассмотрена корреляция магнитных моментов с координационными полиэдрами и наименьшими межатомными расстояниями. Studying of Fe₂₃B₃Nd₂ magnetic structure has been supplied with coordination analyses of atomic structure. Coordination polyhedra and polyhedral structure of the phase have been constructed by using neutron diffraction data [3]. Analyses of shortest interatomic distances and correlations between magnetic moments and coordination polyhedra have been considered. uk Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика и технология конструкционных материалов Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂ Polyhedral structure of Fe23B3 Nd2-type feromagnetic phases Полиэдрическая структура ферромагнитных фаз типа Fe₂₃B₃Nd₂ Polyhedral structure of Fe₂₃B₃Nd₂-type feromagnetic phases Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂ |
| spellingShingle |
Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂ Бовда, В.О. Матюшенко, М.М. Бовда, О.М. Физика и технология конструкционных материалов |
| title_short |
Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂ |
| title_full |
Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂ |
| title_fullStr |
Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂ |
| title_full_unstemmed |
Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂ |
| title_sort |
полігедрична структура феромагнітних фаз типу fe₂₃b₃nd₂ |
| author |
Бовда, В.О. Матюшенко, М.М. Бовда, О.М. |
| author_facet |
Бовда, В.О. Матюшенко, М.М. Бовда, О.М. |
| topic |
Физика и технология конструкционных материалов |
| topic_facet |
Физика и технология конструкционных материалов |
| publishDate |
2006 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Вопросы атомной науки и техники |
| publisher |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Polyhedral structure of Fe23B3 Nd2-type feromagnetic phases Полиэдрическая структура ферромагнитных фаз типа Fe₂₃B₃Nd₂ Polyhedral structure of Fe₂₃B₃Nd₂-type feromagnetic phases |
| description |
Вивчення магнітної структури Fe₂₃B₃Nd₂ доповнене координаційним аналізом атомної структури. За
нейтронодифрактометричними даними, опублікованими в роботі [3], виведені координаційні полігедри
атомів і описана полігедрична структура фази. Розглянута кореляція магнітних моментів з координаційними
полігедрами і найкоротшими міжатомними відстанями.
Изучение магнитной структуры Fe₂₃B₃Nd₂ дополнено координационным анализом атомной структуры.
Согласно нейтроннодифрактометрическим данным, опубликованным в работе [3], выведены координационные полиэдры атомов и описана полиэдрическая структура фазы. Рассмотрена корреляция магнитных моментов с координационными полиэдрами и наименьшими межатомными расстояниями.
Studying of Fe₂₃B₃Nd₂ magnetic structure has been supplied with coordination analyses of atomic structure. Coordination polyhedra and polyhedral structure of the phase have been constructed by using neutron diffraction data
[3]. Analyses of shortest interatomic distances and correlations between magnetic moments and coordination polyhedra have been considered.
|
| issn |
1562-6016 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81312 |
| citation_txt |
Полігедрична структура феромагнітних фаз типу Fe₂₃B₃Nd₂ / В.О. Бовда, М.М. Матюшенко, О.М. Бовда // Вопросы атомной науки и техники. — 2006. — № 1. — С. 114-119. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT bovdavo polígedričnastrukturaferomagnítnihfaztipufe23b3nd2 AT matûšenkomm polígedričnastrukturaferomagnítnihfaztipufe23b3nd2 AT bovdaom polígedričnastrukturaferomagnítnihfaztipufe23b3nd2 AT bovdavo polyhedralstructureoffe23b3nd2typeferomagneticphases AT matûšenkomm polyhedralstructureoffe23b3nd2typeferomagneticphases AT bovdaom polyhedralstructureoffe23b3nd2typeferomagneticphases AT bovdavo poliédričeskaâstrukturaferromagnitnyhfaztipafe23b3nd2 AT matûšenkomm poliédričeskaâstrukturaferromagnitnyhfaztipafe23b3nd2 AT bovdaom poliédričeskaâstrukturaferromagnitnyhfaztipafe23b3nd2 |
| first_indexed |
2025-11-25T03:55:47Z |
| last_indexed |
2025-11-25T03:55:47Z |
| _version_ |
1850505797598969856 |
| fulltext |
УДК 548.315:546.711
ПОЛІГЕДРИЧНА СТРУКТУРА ФЕРОМАГНІТНИХ ФАЗ
ТИПУ Fe23B3Nd2
В.О. Бовда, М.М. Матюшенко, О.М. Бовда
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут»,
м. Харків, Україна
Вивчення магнітної структури Fe23B3Nd2 доповнене координаційним аналізом атомної структури. За
нейтронодифрактометричними даними, опублікованими в роботі [3], виведені координаційні полігедри
атомів і описана полігедрична структура фази. Розглянута кореляція магнітних моментів з координаційними
полігедрами і найкоротшими міжатомними відстанями.
ВСТУП
У тернарній системі Fe-B-Nd існує фаза
Fe23B3Nd2, стабільна при температурах 908…1013 К
[1]. Атомна структура загартованої фази досліджена
методами дифрактометрії в характеристичному
випромінюванні і виміряні магнітні властивості [2].
Методом порошкової нейтронодифрактометрії
визначена магнітна структура – координатні
параметри атомів і величина магнітних моментів
атомів [3].
Вивчення атомної структури доповнене в даній
роботі результатами координаційного аналізу –
виведені полігедри атомів й описана полігедрична
структура Fe23B3Nd2.
МЕТОД ДОСЛІДЖЕННЯ
У вивченні фази застосовано метод
координаційного аналізу атомної структури [4]. В
основу метода покладено принцип першого
найбільшого проміжка в послідовності міжатомних
відстаней 1/q .
Координаційний полігедр характеризується
геометрією полігедра (топологічні параметри, вид
симетрії і назва) і розподілом атомів по вершинах
полігедра (координаційна формула, найкоротша
відстань і відносна ширина шару координаційної
сфери як ступінь розмитости координації).
Назва полігедру відображає гранні параметри.
Топологічні параметри (цілі числа) включають і
вершинні параметри Вв і гранні параметри Гг,
наприклад, для ікосагедра 125, 203, де В – кількість
вершин з індексом в, Г – кількість граней з індексом
г; в – кількість граней (або рубів), що сходяться в
вершині, г – кількість вершин у грані.
Координаційна формула записується в виглядi
L1 {2M3, 4N5},
L1 – атом, що займає центр поліедра; M3, N5 –
атоми, які займають вершини полігедра (в порядку
збільшення відстані вершини від центра); 1, 3, 5 –
номери позицій атомів у структурі; 2, 4 – кількість
вершин з однаковою (або достатньо наближеною)
відстанню від центра.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Атомна структура. Атомну структуру фази
Fe23B3Nd2 описують сім позицій різновиду симетрії
I-43d (220): дві діагонально моноваріантні 16с (х,х,х)
і дві моноваріантні 24d (х,0,1/4) та три загальні 48е
(х,y,z). 13 координатних параметрів атомів подані в
табл.1 Перші дві позиції займають атоми Nd і Fe, а
дві другі – Fe i B; загальні позиції зайняті атомами
Fe. Відтак, 112 атомів складають структурний мотив
кубічних граток Fe23B3Nd2 (4I)c.
Координація позиції (табл. 2 і 3). Триконтогек-
са-тригедр 23,39 (34 125 86, 363 34 ) виду симетрії 3
(рис.1,а) утворюють атоми від усіх позицій, за ви-
нятком Nd:
Nd1 {20Fe(2, 5, 7, 3. 6), 3B4},
де найкоротша відстань на осі 3 q=0,3014(2) нм і
дещо більша для другого атома Fe2 q=0,312(2) нм;
усі інші атоми вкладаються в dq/q=0,104.
Ікосотетрагедр 14,24 (125 26, 243) виду симетрії 3
(див.рис.1,б) утворюється атомами від усіх позицій,
за винятком Fe2, B4:
Fe2 {12Fe(5, 7, 3, 6), (1+1)Nd1},
де кількості атомів трикратні, що зумовлене видом
симетрії, і найкоротша відстань q=0,2558(2) нм з
dq/q=0,121 (для Fe); атоми Nd, розташовані на осі 3
на неоднакових відстанях від центра, центрують
тригони Fe5,6 та Fe7,3.
Ікосодигедр 13,22 (14 105 26, 223) виду симетрії 2
(див.рис.1,в) утворюється атомами від усіх позицій,
за винятком Fe3:
Fe3 {10Fe(7, 5, 6, 2), 1В4, 2Nd1},
де кількості атомів Fe двократні, що зумовлене
видом симетрії, і найкоротша відстань
q=0,2393(2) нм (у тетрагедрі) з dq/q=0,149 (для Fe);
атоми Fe і Nd утворюють дигональний ікосагедр
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2006. № 1.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (15), с.114 - 119.
114
(125, 203), а з доданою вершиною бору –
ікосодигедр.
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2006. № 1.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (15), с.114 - 119.
115
Таблиця 1
Атомна структура фази Fe23B3Nd2 (4I)c I-43d (220)
a=1,4161(1) нм, V=2,8398(3) нм3, ρ=7.5101(9) кг/м3, Fe184 B24 Nd16 [3]
Позиція Атом x Y z М, μв
1 16c Nd 0.0579(1) 0.0579(1) 0.0579(1) 1,080
2 16c Fe 0.1808(1) 0.1808(1) 0.1808(1) 1,957
3 24d Fe 0.1657(1) 0 0.25 1,550
4 24d B -0.0579(1) 0 0.25 0
5 48e Fe 0.5623(1) 0.5174(1) 0.3423(1) 2,263
6 48e Fe 0.6237(1) 0.6825(1) 0.3722(1) 2,145
7 48e Fe 0.7273(1) 0.5339(1) 0.3967(1) 1,934
Рис.1. Геометричний образ координаційного полігедра для структури Fe23B3Nd2:
а - триконтогекса-тригедр (23,39) 34 125 86, 363 34 виду симетрії 3;
б - ікосотетрагедр (14,24) 125 26, 243 виду симетрії 3;
в - ікосодигедр (13,22) 14 105 26, 223 виду симетрії 2;
г- декагедр (7,10) 54 25, 103 виду симетрії 2 ;
д - гексодека-моногедр (11,17) 34 85, 163 14 виду симетрії 1;
е - ікосоди-моногедр (14,23) 24 105 26, 223 14 виду симетрії 1
116
(23,39) а (14,24) б (13,22) в
(7,10) г (11,17) д (14,23) е
Fe2
Fe5
Fe5Fe5
Fe2
Fe7 Fe7
Fe7Fe3
Fe3
Fe3
Fe6
Fe6
Fe6
B4
B4 B4Fe6
Fe6Fe6
Fe7 Fe7
Fe7 Fe5
Fe5Fe5
Fe7 Fe7
Fe7Fe3
Fe3
Fe3
Fe6 Fe6
Fe6
Nd1
Nd1
Fe7
Fe7
Fe5
Fe5
Fe6
Fe6
Fe7 Fe7
Fe2
Fe2
B4
Nd1
Nd1
B4
Fe7
Fe7
Fe6
Fe6
Fe6
Fe6
Fe6
Fe3
Fe7
Fe6
Fe7
Fe6
Fe2
Fe5
Fe5 Fe7
Fe5
B4
B4
Fe5
Fe5
Fe5
Fe3 Fe7Fe7
Fe7
Fe6
Fe6
Fe2
Nd1
Nd1
Nd1 Fe2 Fe3
B4
Fe5 Fe6
Таблиця 2
Міжатомні відстані та координаційні полігедри у структурі Fe23B3Nd2
Симетр
ія Позн. Корд.
число
Відстань,
нм Δq/q Топологічна
формула Vv, Ff
Об’єм, нм3
3 Nd1 (16c) 1Fe2 0.3014(2) 34 125 86, 363 34 0.1066
3Fe5 0.3107(2)
1Fe2 0.3118(2)
3Fe7 0.3128(2)
3Fe3 0.3225(2)
3Fe6 0.3255(2)
3B4 0.3280(2)
3Fe6 0.3301(2)
3Fe7 0.3329(2) 0.104
3 Fe2 (16c) 3Fe5 0.2558(2) 125 26, 243 0.0578
3Fe7 0.2688(2)
3Fe3 0.2750(1)
3Fe6 0.2868(2) 0.121
1Nd1 0.3014(2)
1Nd1 0.3118(2)
2 Fe3 (24d) 2Fe7 0.2393(2) 14 105 26, 223 0.0511
2Fe5 0.2466(2)
2Fe6 0.2556(1)
2Fe7 0.2616(2)
2Fe2 0.2750(1) 0.149
1B4 0.3166(2)
2Nd1 0.3225(2)
2 B4 (24d) 1B4 0.1900(2) 54 25, 103 0.0119
2Fe7 0.1983(2)
2Fe6 0.2194(2)
2Fe6 0.2228(2) 0.172
1 Fe5 (48e) 1Fe6 0.2451(2) 34 85, 163 14 0.0342
1Fe3 0.2466(2)
1Fe7 0.2471(2)
1Fe6 0.2522(2)
1Fe7 0.2530(2)
1Fe6 0.2530(2)
1Fe2 0.2558(2)
2Fe5 0.2587(2)
1Fe7 0.2619(2)
1Fe5 0.2660(2) 0.085
1 Fe6 (48e) 1B4 0.2194(2) 24 105 26, 223 14 0.0527
1B4 0.2228(2)
1Fe5 0.2451(2)
1Fe5 0.2522(2)
1Fe5 0.2530(2)
1Fe3 0.2556(1)
1Fe7 0.2589(2)
1Fe7 0.2638(2)
1Fe7 0.2681(2)
2Fe6 0.2823(2)
1Fe2 0.2868(2) 0.170
1Nd1 0.3255(2)
1Nd1 0.3301(2)
1 Fe7 (48e) 1B4 0.1983(2) – – –
117
Декагедр 7,10 (54 25, 103) виду симетрії .
(див.рис.1,г) утворюється атомами Fe і В:
В4 {1В4, 2Fe7, (2+2)Fe6)},
де кількості атомів Fe двократні, що зумовлене
видом симетрії, і найкоротша відстань до вершини,
еквівалентної центрові, q=0,1900(2) нм по осі 2;
атоми Fe займають вершини деформованого ди-
тригедра (6,5) з dq/q=0,172.
Гексодека-моногедр 11,17 (34 85, 163 14) виду
симетрії 1 (див.рис.1,д) утворюється атомами лише
Fe:
Fe5 {11Fe(6, 3, 7, 2, 5},
де кількості атомів Fe однократні, що зумовлене
видом симетрії, і найкоротша відстань
q=0,2451(2) нм (у фазі α-Fe q=0,2483 нм) і
dq/q=0,085; еквівалентні центрові вершини
складають вакантний тетрагедр з центром в
позицiї 12а (3/8 0 1/4) на осi 2.
Ікосоди-моногедр 14,23 (24 105 26, 223 14) виду
симетрії 1 (див.рис.1,е) утворюється атомами від
усіх позицій:
Fe6 {(1+1)В4, 10Fe(5, 3, 7, 6, 2), (1+1)Nd1},
де кількості атомів однократні, що зумовлене видом
симетрії, і найкоротші відстані до атомів бору ті, що
в декагедрі (7,10) з dq/q=0,170 (для Fe); еквівалентні
центрові вершини складають вакантний тригон.
Ікосагедр 12,20 (125, 203) виду симетрії 1
утворюється атомами від усіх позицій (у другій
координаційній сфері) і блокується атомом бору:
Fe7 {10Fe(3, 5, 6, 2, 7), (1+1)Nd1},
де найкоротша відстань q=0,239(2)нм (у фазі α-Fe
q=0,2483нм) і dq/q=0,255 (для Fe).
Відношення між полігедрами (табл. 4). Атомнi
структури, що описуються рiзними комбiнацiями
(кiлькости i способiв з’єднання) полiгедрiв з
топологiчними параметрами виду
(В,Г)= 125 n6, (20+2n)3, (1)
де n=0, 2, 3, 4 - кiлькiсть вершин, доданих до
iкосагедра, вiдносяться до простих структур тетради
Франка-Каспера. Полiгедри з n=1, 5 i вище
геометрично неможливi [8].
Реально існують ікосагедри (n=0) й ікосодигедри
(n=1), топологічні параметри яких підлягають умові:
(В,Г)= m4 (12-2m)5 (m+n)6, (20+2n)3, (2)
де m = 0, 1, ...,6 для n = 0, 1, 2, 3, 4 і 8.
а). Полігедри з Г3 >203 (n >0).
На прикладi структури Fe23B3Nd2 (4I)c, в якiй є,
зокрема, iкосотетрагедр (14,24) з n=2, видно, що
iснує триконтогексагедр (20,36) з n=8 за формулою
(1). Без врахування трьох вершин, зайнятих бором,
триконтогекса-тригедр (23,39) набуває вигляду
34 125 86, 363 34 = 34 <125 86, 363> 34,
де за дужки < > винесенi однаковi вершиннi i граннi
параметри з однаковими iндексами, що означає
вилучення по вершині з трьох тетрагонiв даного
полiгедра.
Таблиця 3
Кількість певних полігедрів у вершинах даного поліедра
Nd Fe Fe B Fe Fe Fe (В,Г) qmin, нм
Поз. 1 2 3 4 5 6 7
1 0 1+1 3 3 3 3+3 3+3 23,39 0,3014
2 1+1 0 3 = 3 3 3 14,24 0,2558
3 2 2 0 1 2 2 2+2 13,22 0,2393
4 = = = 1 = 2+2 2 7,10 0,1900
5 = 1 1 = 2+1 1+1+1 1+1+1 11,17 0,2451
6 1+1 1 1 1+1 1+1+1 2 1+1+1 14,23 0,2199
7 = = = 1 = = 0 1,0 0,1983
1, 2, 3 – кількість вершин розташованих найближче до центра.
У рамці по діагоналі позначена кількість вершин, еквівалентних центрові,
= означає несумісність полігедрів
Таблиця 4
Відношення між координаційними полігедрами структури Fe23B3Nd2 (4I)c
Поз. В,Г n, m m4 (12-2m)5 (m+n)6, (20+2n)3 <В,Г> Назва В,Г *
1 23,39 <8,0> 34 125 86, 363 34
= 34 <125 86, 363> 34
<20,36> триконтогексагедр 20,36 **
2 14,24 2,0 125 26, 243 14,24
3 13,22 1,1 14 105 26, 223 12,20
4 7,10 -5,5 54 25, 103
5 11,17 <-
2,2>
34 85, 163 14
=14<24 85, 163>14
<10,16> гексодекагедр 12,20
6 14,23 <1,1> 24 105 26, 223 14
=14 <14 105 26, 223>14
<13,22> ікосодигедр 12,20
7 1,0 12,20
* У структурі Fe23B3Nd2 (4I)c без позиції бору.
** У структурі Fe14Nd2 B (4P)t триконтогексагедр (20,36) у модифікованому вигляді 14 105 96, 363
(n=8, m=1).
118
Рис. 2. Конформація координаційних полігедрів у структурі Fe23B3Nd2:
а - трансляція, утворена триконтогекса-тригедрами (20,39) з суміжними вершинами, що в центрах
ікосотетрагедрів (14,24); б - трансляція з періодом а уздовж осі 2 , утворена двома ікосодигедрами (13,22)
з гексодека-моногедрами (11,17) і двома боровими декагедрами (7,10); в - структурний мотив фази
Nd2Fe23B3
Триконтогексагедр <20,36> спостерігається у
структурах Ni17Th2 (2P)h, Co3B2Zr (3Rh) [7] та iн.
Виокремлення вершини 14 тетрагона 14 з ікосоди-
моногедра (14,23)
24 105 26, 223 14 = 14 <14 105 26, 223>14
дає <13,22> ікосодигедр, який існує в даній
структурі. Отже, ікосоди-моногедр є ікосодигедр з
доданою вершиною бору, яка утворює тетрагон.
Тріангулювання тетрагона може привести до
iкосотетрагедра (14,24). Ікосоди-моногедр (14,23)
має відношення до ікосотетрагедра (14,24) з
виродженим рубом. З вилученням із структури
позиції бору випадає вершина з ікосодигедра
(13,22), а з ікосоди-моногедра (14,23) – дві вершини,
й обидва полігедри стають ікосагедрами.
Топологічні параметри ікосодигедра не підлягають
умові (1) для n=1.
б). Полігедри з Г3 <203 (n <0).
Зменшення кількости тригонних граней означає
віднімання вершин від ікосагедра (вершина
виходить з координації) і в топологічній формулі (2)
n<0.
Зокрема, в гексодека-моногедрі (11,17)
вилучення вершини 14 засвічує складовий полігедр
34 85, 163 14 = 14 <24 85, 163> 14 ,
де в дужках є гексодекагедр (10,16) з m= 2 для n= -2.
Гексодека-моногедр (11,17) з доданою вершиною
атома Nd1 переходить в ікосагедр (125, 203), коли
вилучить із структури позицію, зайняту бором.
Боровий декагедр (7,10) підлягає умові (2) з m= 5
для n= -5.
Структурний мотив (рис.2). Триконтогекса-
тригедри (23,39) атомів Nd укладаються на осі 3
суміжними вершинами (Fe2), які є центрами
ікосотетрагедрів (14,24). Послідовне чергування
даних полігедрів утворює трансляцію з періодом
1 3
2
a (=1,226 нм). Такий полiгедричний блок можна
розцiнювать, як укладання сумiжними гексагонами
додека-дигедрiв (12,14), центри яких зайнятi атомом
Fe2 або атомом Nd1, яким замiнена пара атомiв Fe2
(див.рис.2,а).
Трансляція вздовж осі 2 може бути описана
додаванням вакантної позиції 12а, координаційним
полігедром якої є тетраедр (див.рис.2,б). Боровий
декагедр та два ікосодигедри (13,22), що
з’єднуються через вакантний тетрагедр, утворюють
трансляцію вздовж осі 2.
Тип структури представлений шістьма фазами,
що в табл. 5.
Магнітна структура. Термодинамiчно стабiльна
в iнтервалi 908…1013К фаза Fe23B3Nd2 перебуває в
парамагнiтному станi (Тс=659 К). Феромагнетизм
метастабiльної фази визначається її магнiтною
структурою i величинами моментiв полiгедрiв
(див.табл.1).
Магнітний момент насичення, віднесений до
формульної одиниці Т23 B3 Nd2 , для Т=Fe дорівнює
48,79μB [3] чи 50,65μB [2], для T=Co – 34,0μB і 4,0μB
для T=Ni [6]. У фазах (Fe, Со)23B3Nd2 температура
Кюрі монотонно підвищується від 659 К для х=0 до
1218 К для х=1 і магнітний момент атома Fe
збільшується від 2,02μB для х=0 до 2,17μB для х=0,8
5
55
7 7
73
3
3
6 6
6
1
1
2
5
55
2
7
7
7
33
3
6 6
6
4
4 46
66
7
7
7
2
55 5
2
7 7
73
3
3
6
66
4
4 46
66 7 77
1 3
2
a
7
7
55
6
6 7
7
2
2
4
1
1
4 7
7
6
6
6
67
7
5
5
6
6
7
7
2
2
4
1
1
a
2
3
а
б
в
12a
[5]. Магнітний добуток у фазі Fe23B3Pr2, рівний
(BH)max =1,7 MГсЕ (Br=6,7 кГс, Hc =1,5 кЕ),
підвищується на порядок (до 15,0МГсЕ) під впливом
доданого титану [6].
Таблиця 5
Фази типу Fe23B3Nd2 (4I)c і магнітні властивості
Склад а, 10 нм Тс, К Ms, μB /f.u. Літ.
Fe23B3Nd2
14,16
14,19
659
655 48,79 2, 3
1
Fe23B3Pr2 14,18 644 - 1
Fe23B3Sm2 14,18 663 - 1
Fe23B3 Gd2 14,11 689 - 1
Co23B3Nd2
13,84
13,86
1218
1218 34,0 6
5
Ni23B3Nd2 13,79 12 4,0 6
Каталог координаційних полігедрів для Fe23B3Nd2 (за числом Г)
В,Г Назва Рис. Топологічна
формула
Вид
сим Назва російською
4, 4 тетрагедр 43, 43 2 тетраэдр
6, 5 ди-тригедр 63, 23 34 -6 тригональная призма
7,10 декагедр 1,г 54 25, 103 2
12,14 додека-дигедр гексагонний 124, 123 26 гексагональная антипризма
10,16 гексодекагедр 24 85, 163
11,17 гексодека-моногедр 1,д 34 85, 16314 1
12,20 ікосагедр 125, 203 икосаэдр
13,22 ікосодигедр 1,в 14 105 26, 223 2 КМ13
14,23 ікосоди-моногедр 1,е 24 105 26, 22314 1
14,24 ікосотетрагедр 1,б 125 26, 243 3 КМ14
20,36 триконтогексагедр 125 86, 363
23,39 триконтогекса-тригедр 1,а 34 125 86, 363 34 3
ЛІТЕРАТУРА
1. K.H.J. Buschow, D.B. de Mooij, R. Coehoorn.
Metastable ferromagnetic materials for permanent
magnets.// J. of the Less-Common Metals. 1988, v.
145, p. 601-611.
2. Shen Bao-gen, Yang L.-y., Cao L., Yang H.-y., Zhao
J.-g., Yang F.-m. Magnetic properties of metastable R2
Fe23 B3 compounds with R – Ce, Pr and Nd.// J. of
Magnetizm and Magnetic Materials. 1992, v.104-
107(2), p.1281-1282.
3. C. Gou, Z.X. Cheny, D.F. Chen et al. A powder neu-
tron diffraction study of magnetic structure of
metastable Nd2 Fe23 B3 compound.// J. of Magnetizm
and Magnetic Materials. 1993, v.128, p.26-28.
4. Ю.Г. Титов. Программный комплекс “Поликри-
сталл”// Вопросы атомной науки и техники. Се-
рия: «Ядерно-физические исследования (теория и
эксперимент)». 1990, в.9(17), с.70.
5. Bao-gen Shen, B. Zhang, Fang-wei Wang, et al.
Metastable Nd2 (Fe1-x Cox)23 B3 (0<x<1.0) compounds
with the 2:23:3 – type structure.// J. Appl. Phys. 1994,
v.76(10), p.6763-6765.
6. Bao-gen Shen, F.-w.Wang, S.-y.Zhang, et al.
Metastable ternary Nd2 M23 B3 compounds with M–Co
and Ni // Proc. of the International Conference on
Magnetism, Cairns, Australia. 1997, abstract Q3-64.
7. Ю.Б. Кузьма. Кристаллохимия боридов. Львов:
«Вища школа», 1983.
8. У. Пирсон. Кристаллохимия и физика металлов.
Ч. 1, М.: «Мир», 1977, 419 с.
ПОЛИЭДРИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ФАЗ ТИПА Fe23B3Nd2
В.А. Бовда, Н.Н. Матюшенко, А.М. Бовда
Изучение магнитной структуры Fe23B3Nd2 дополнено координационным анализом атомной структуры.
Согласно нейтроннодифрактометрическим данным, опубликованным в работе [3], выведены координацион-
ные полиэдры атомов и описана полиэдрическая структура фазы. Рассмотрена корреляция магнитных мо-
ментов с координационными полиэдрами и наименьшими межатомными расстояниями.
POLYHEDRAL STRUCTURE OF Fe23B3 Nd2-TYPE FEROMAGNETIC PHASES
V.O. Bovda, M.M. Matyushenko, O.M. Bovda
Studying of Fe23B3Nd2 magnetic structure has been supplied with coordination analyses of atomic structure. Co-
ordination polyhedra and polyhedral structure of the phase have been constructed by using neutron diffraction data
[3]. Analyses of shortest interatomic distances and correlations between magnetic moments and coordination polyhe-
dra have been considered.
ПОЛІГЕДРИЧНА СТРУКТУРА ФЕРОМАГНІТНИХ ФАЗ
ТИПУ Fe23B3Nd2
Вивчення магнітної структури Fe23B3Nd2 доповнене координаційним аналізом атомної структури. За нейтронодифрактометричними даними, опублікованими в роботі [3], виведені координаційні полігедри атомів і описана полігедрична структура фази. Розглянута кореляція магнітних моментів з координаційними полігедрами і найкоротшими міжатомними відстанями.
ВСТУП
МЕТОД ДОСЛІДЖЕННЯ
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ
|