Исследование магнитных свойств наностержней FeNi L10

В последнее время в мире тратится много усилий на поиск новых замещающих фаз для производства постоянных магнитов, из-за так называемого «редкоземельного кризиса», который заключается в увеличении цены на самые распространённые постоянные магниты на основе Nd₂Fe₁₄B.

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. В лабораториях данная фаза была получена различными методами, однако, количество данной фазы в образцах достигало максимум 20 %, что объясняется низкой скоростью диффузии при данных температурах.

В ходе выполнения предыдущих исследований были предприняты попытки получения фазы L1₀ в нанопорошках FeNi методом циклического окисления и восстановления. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии было подтверждено наличие фазы в порошке FeNi, полученного методом со-осаждения после 10 циклов термической обработки. Следующей целью стало получение ориентированного ансамбля наноразмерных частиц. Данный процесс осложняется склонностью наночастиц агрегировать в кластеры. Для решения этой проблемы была выдвинута задача получения наностержней FeNi.

Для производства наностержней использовался гальванический метод с двух-электродной схемой. Этот подход позволяет увеличить поле анизотропии за счёт анизотропии формы, а также способствует формированию фазы L1₀ из-за присутствия выделенного направления роста.

Гальваническое осаждение проводилось на поликарбонатовые мембраны производства Merck Millipore. Для создания токопроводящего слоя на одну из сторон мембраны был напылён слой меди. В качестве инертного анода использовался графитовый электрод. Электролит состоял из молочной кислоты (80 %) и растворов солей FeSO₄∙7H₂O, NiSO₄∙7H₂O в дистиллированной воде.

Как видно из рисунка 1, данный метод позволяет получать ориентированные наностержни. 

Рисунок 1 - Микрофотография наностержней FeNi

Было исследовано влияния режима обработки и фазового состава на магнитные свойства полученных образцов.