Исследование воздействия электрического тока на процесс формирования метастабильных высоко анизотропных магнитных фаз

Конечной целью проводимых исследований является поиск и изучение замещающих материалов для производства постоянных магнитов, не содержащих критических элементов. В качестве объекта исследования выбрана фаза тетратаенита FeNi со структурой L1₀, так как данная фаза характеризуется максимально известным значением энергетического произведения для систем, не содержащих редкоземельные элементы. Основная задача работы заключается в стабилизации данной фазы. Она формируется при температуре 320 °C и наблюдалась в природе только в метеоритах. В лабораториях данная фаза была получена методами облучения нейтронами и электронами, быстрой закалки [1], ультражёсткой пластической деформации [2], а так же химического диспергирования [3]. Однако количество данной фазы в образцах достигало максимум 20 %, что объясняется низкой скоростью диффузии при данных температурах. Фазовое превращение «порядок-беспорядок», которое отвечает за образование структуры L1₀, контролируется диффузией, которая в свою очередь может быть увеличена за счет применения обработок электрическим током [4].

Для изучения влияния токов высокой интенсивности на процесс формирования новых высоко анизотропных фаз была разработана и создана универсальная вставка. Она обеспечивает возможность проведения термоэлектрических обработок в диапазоне от -196 до 700 °C в двух режимах: при постоянном токе до 5 А и импульсном до 50 А, длительность импульса составляет 0,1 – 3 мс с частотой до 10 Гц.

Список использованных источников:

1 Artificially produced rare-earth free cosmic magnet / Makino A. and e.a. // Sci.Rep. –2015. – V. 5.

2 Formation of FeNi with L10-ordered structure using high-pressure torsion / Lee S. and e.a. // Phil.Mag.Lett. – 2014. – V.94.

3 Tetrataenite and other Fe–Ni equilibrium phases produced by reduction of nanocrystalline NiFe₂O₄ / Enio Lima Ок and e.a. // Solid State Commun. – 2003. – V. 128.

4 Conrad H. Effects of electric current on solid state phase transformations in metals // Mater.Sci. and Eng. A. – 2000. – V. 287.

Научный руководитель – д. ф.-м.н. проф. Ховайло В.В., к. ф.-м.н. Карпенков Д.Ю.