|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Модифицирование магнитокалорических свойств интерметаллидов редкоземельных металлов методами «химического давления»НИР
- Руководитель НИР: Морозкин А.В.
- Участники НИР: Брызгалов И.А., Генчель В.К., Звукова Т.М., Ступников В.А.
- Подразделение: Химический факультет
- Срок исполнения: 1 января 2009 г. - 31 декабря 2011 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): РФФИ 09-03-00173-а
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: другое
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.19.39 Ферромагнетики
- 29.19.41 Ферримагнетики
- 29.19.43 Антиферромагнетики и слабый ферромагнетизм
- 53.49.05 Фазовые и структурные превращения в металлах и сплавах
- 29.19.15 Фазовые равновесия и фазовые переходы
- 53.49.07 Физические свойства металлов и сплавов
- 53.49.15 Структура и свойства цветных металлов и сплавов и композиционных материалов на их основе
-
Ключевые слова:
интерметаллические соединения редкоземельных металлов, кристаллическая структура, магнитные материалы для экологически чистого безфреонового магнитного рефрижератора, магнитные явления
-
Описание:
В проекте изучался феномен «химического давления» в магнитных материалах, создаваемый за счет упорядоченного внедрения атомов в кристаллическую решетку исходных соединений, упорядоченного замещения исходных атомов, для создания интерметаллических соединений редкоземельных металлов, характеризующихся гигантским магнитокалорическим эффектом. Синтез соединений осуществлялся с применением методов электродуговой плавки, механохимии, термобарической обработки и термической обработки; состав сплавов и кристаллическая структура составляющих их фаз изучались методами сканирующей электронной микроскопии, качественного и количественного рентгеновского анализа, локального рентгеноспектрального анализа и рентгеноструктурного анализа. Магнитные свойства (в частности - магнитокалорический эффект) новых соединений измерялись по стандартным методикам в интервале температур 2 К - 300 К. Магнитная структура новых магнетиков изучалась методами нейтронографии.
-
Основные результаты:
В настоящем проекте исследованы особенности "химического давления", создаваемого атомами переходных металлов и атомами р-элементов на подрешетку редкоземельных атомов в соединениях {Zr, Sc, Y, Gd-Tm}6{Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ru, Rh, Pd}{Sb, Bi, Te}2 с гексагональной структурой Fe2P, {Ce, Nd, Pr, Sm, Gd, Tb}4{Si, Ge, Sb, Bi}4 и {Ce, Pr, Nd}3Te4 с кубической структурой Th3P4, Tb5{Si, Sb}3 с гексагональной структурой Mn5Si3, {Sm, Y, Gd-Tm}3{Ni, Co}{Si, Ge}2 с орторомбической структурой La3NiGe2 и {Gd-Tm}MnGa1-x{Si, Ge}x с гексагональной структурой ZrNiAl. Факторы de Gennes, размерный фактор и фактор “магнитной примеси” определяют магнитные свойства указанных соединений и позволяют регулировать их магнитные свойства путем выбора химического состава в широком температурном интервале. Впервые синтезированы соединения Y5CoSb2, Dy5CoSb2, Ho5RhSb2, Ho5PdSb2, Y5CoSb2, Y5CoBi2, Dy5CoBi2, Ho5RuBi2, Ho5RhSb2, Ho5PdSb2 (структура Yb5Sb3), Sm3CoGe2, Gd3CoGe2, Tb3CoGe2, Dy3CoGe2, Gd3Ni0.2Co0.8Ge2, Y3NiSi2, Y3NiGe2, Tb3NiSi2, Tb3NiGe2, Dy3NiGe2, Gd3NiSiGe, Dy3NiSi2, Ho3NiSi2, Er3NiSi2, Ho3NiGe2, Er3NiGe2 (структура La3NiGe2), Y3Co2Ge3, Sm3Co2Ge3, Gd3Co2Ge3, Tb3Co2Ge3, Dy3Co2Ge3, Ho3Co2Ge3, Er3Co2Ge3, Tm3Co2Ge3 (структура Hf3Ni2Si3), Dy25Co63Si12 (структура CeNi3), CeSb0.5Te0.5 (структура NaCl), Zr6CuBi2, Dy6FeSb1.5Bi0.5, Dy6FeSb1.5Te0.5, Dy6FeBi1.5Te0.5, Dy6Mn0.33Fe0.67Bi2, Hf6FeTe2, Hf6CoTe2, Hf6NiTe2, Gd6CoTe2, Tb6CoTe2, Dy6CoTe2, Ho6CoTe2, Er6CoTe2, Dy6MnTe2, Ho6MnTe2, Er6MnTe2, Ho6RuSb2, Ho6RuBi2, Ho6RuTe2, Ho6RhBi2, Gd6FeTe2, Tb6FeTe2, Dy6FeTe2, Ho6FeTe2, Er6FeTe2, Tb6NiTe2, Dy6NiTe2, Dy6RuTe2 (структура Fe2P), Sc5FeBi2 (тетрагональная структура W5Si3). LaCo10Fe2Si, LaCo10Mn2Si (струкутра NaZn13), Dy25Co63Si12 (структура CeNi3), Ce40Ni5Te54 (структура Th3P4), YbMn2SbBi (структура La2O2S) и Dy5Sb2In, Dy5Bi2In, Tb5Si1.5Sb1.5 (струкутура Mn5Si3), измерены их базовые магнитные свойства и магнитокалорический эффект. Методом нейтронографических исследований определена магнитная структура соединений Ce4Ge3, Pr4Sb3, Nd4Sb3, Pr2Nd2Sb3, Ce3Te4, Nd3Te4 (структура Th3P4), Tb5Sb3, Tb5Si1.5Sb1.5,Er5Si3, Tb5NixGe3.(структура Mn5Si3), Ho6MnTe2, Ho6FeBi2, Tb6FeTe2, Tb6NiTe2, Er6FeTe2, Ho6FeTe2, Tb6CoTe2, Ho6CoTe2, Er6CoTe2 (структура Fe2P), TbMnSi0.33Ga0.66, HoMnSi0.33Ga0.66, ErMnSi0.33Ga0.66, TbMnGe0.5Ga0.5, TbMnGe0.33Ga0.66 (структура ZrNiAl), NdSb (структура NaCl), Pr3CoGe2, Nd3CoGe2,(структура La3NiGe2) и YbMn2SbBi (структура La2O2S). Экспериментально подтверждена корреляция магнитной симметрии соединения и его магнитокалорического эффекта. Твердые растворы {Gd, Tb, Dy}6-xErx{Fe, Co, Ni}1-yMny{Sb, Bi)2-zTez со структурой Fe2P и {Gd, Tb, Dy}5{Co, Ni}{Sb, Bi}3-x{Si, Ge}x со структурой Yb5Sb3 на настоящий момент – перспективное направление для получения материалов с гиганстким магнитокалорическим эффектом.
- Добавил в систему: Морозкин Александр Владимирович
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2009 г.-31 декабря 2009 г. | Модифицирование магнитокалорических свойств интерметаллидов редкоземельных металлов методами «химического давления» |
| Результаты этапа: | ||
| 2 | 1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. | Модифицирование магнитокалорических свойств интерметаллидов редкоземельных металлов методами «химического давления» |
| Результаты этапа: | ||
| 3 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. | Модифицирование магнитокалорических свойств интерметаллидов редкоземельных металлов методами «химического давления» |
| Результаты этапа: Установлены закономерности "химического давления", создаваемого атомами переходных металлов и атомами р-элементов, на подрешетку редкоземельных атомов в соединениях со структурами Fe2P, Yb5Sb3, La3NiGe2, Sc2CoSi2 и Th3P4, позволяющие получить заданные значения параметров элементарной ячейки (заданное искажение подрешетки редкоземельных металлов) выбором состава компонентов переходных металлов и р-элементов в твердых растворах. Исследованы базовые магнитные и магнитокалорические свойства соединений данных структурных типов. Факторы Жене, размерный фактор и фактор “магнитной примеси” определяют магнитные свойства указанных соединений и позволяют регулировать их магнитные свойства путем выбора химического состава в широком температурном интервале. Синтезированы новые соединения Y5CoSb2, Dy5CoSb2, Ho5RhSb2, Ho5PdSb2, Y5CoSb2, Y5CoBi2, Dy5CoBi2, Ho5RuBi2, Ho5RhSb2, Ho5PdSb2 (структура Yb5Sb3), Gd3NiSiGe, Dy3NiSi2, Ho3NiSi2, Er3NiSi2, Ho3NiGe2, Er3NiGe2 (структура La3NiGe2), Y3Co2Ge3, Sm3Co2Ge3, Gd3Co2Ge3, Tb3Co2Ge3, Dy3Co2Ge3, Ho3Co2Ge3, Er3Co2Ge3, Tm3Co2Ge3 (структура Hf3Ni2Si3), Dy25Co63Si12 (структура CeNi3), CeSb0.5Te0.5 (структура NaCl). Определены температуры магнитных превращений и тип магнитного упорядочения соединений Tb3NiGe2, Dy3NiGe2, Gd3NiSiGe (структура La3NiGe2), Dy25Co63Si12 (структура CeNi3), Ho5RhSb2, Ho5PdSb2, Ho5RhBi2, Ho5PdBi2 (структура Yb5Sb3), Gd3Co2Ge3 (структура Hf3Ni2Si3), Gd2CoGe2 и Gd2CoSi2 (структура Sc2CoSi2). Определены магнитокалорические эффекты соединений Gd2CoSi2, Gd2CoGe2, Gd3NiSiGe, Dy5CoBi2. Методом нейтронографических исследований определена магнитная структура соединений Ce4Ge3 (структура Th3P4), Er5Si3, Tb5NixGe3.(структура Mn5Si3). Экспериментально подтверждена корреляция магнитной симметрии соединения и его магнитокалорического эффекта. Твердые растворы {Gd, Tb, Dy}6-xErx{Fe, Co, Ni}1-yMny{Sb, Bi)2-zTez со структурой Fe2P и {Gd, Tb, Dy}5{Co, Ni}{Sb, Bi}3-x{Si, Ge}x со структурой Yb5Sb3 на настоящий момент – наиболее перспективное направление для получения материалов с гиганстким магнитокалорическим эффектом. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".