Введение к работе
Актуальность темы.Установление взаимосвязи между атомно-кристаллической структурой, электронными характеристиками атомов или ионов, образующих структуру твердого тела, и его физическими свойствами является фундаментальной проблемой физики конденсированного состояния. Результаты теоретических и экспериментальных исследований в этом направлении важны как для дальнейшего развития теории, так и для использования на практике при разработке новых материалов и технологий.
Интерметаллические соединения редкоземельных и переходных металлов, кристаллизирующиеся в структурных типах фаз Лавеса, демонстрируют широкую гамму разнообразных магнитных свойств. Многочисленные исследования интерметаллидов показали, что наибольший интерес представляют соединения их трех и более компонентов. Именно на таких соединениях, варьируя состав и температуру, можно получить подчас уникальные магнитные, механические, абсорбционные и другие физические свойства. Интерес к многокомпонентным интерметаллическим соединениям связан и с необычностью их свойств при относительно простой кристаллической структуре, и с возможностью их использования для различных областей применения. Поэтому всестороннее изучение многокомпонентных интерметаллидов является актуальной задачей, имеющей не только научное, но и практическое значение.
Цель работы.В настоящей работе изучались атомно-кристалли-ческая структура, магнитные свойства, магнитострикция, тепловое расширение и сверхтонкие взаимодействия в фазах высокого давления в сплавах квазибинарных систем H(Fs4_ M«Ja и ТЬ(Ре^;<Мг1х)^ . Выбор объектов исследования определялся следующими соображениями!. Интерметаллид ТЬРе^ обладает наибольшими из известных в настоящее время значениями констант магнитной анизотропии и магнитострикции. Замещение в 3d-под-решетке атомов железа атомами марганца может привести к формированию в сплавах типа R ^S^yMn^^ состояний с новым.комплексом магнитострикционных характеристик. В системе Ho№e<_xMrQ, также можно ожидать появление новых интересных фазовых переходов. Синтез при высоких давлениях дает возможность получать
в ряде составов метастабильные состояния с иным типом атомно-кристаллической структуры и другими физическими свойствами.
Основные задачи работы могут быть сформулированы следующим образом:
Провести синтез сплавов квазибинарных систем -Н о (Ре^.хМю^^ и ТЬ (PeH.v М n^k в игроком интервале давлений от 3,0 до 8,0 ГПа в области составов 0х.1 и изучить фазовый состав, атомно-кристаллическую структуру, магнитные и магнитострикци-онные свойства сплавов синтезированных систем.
Построить фазовые диаграммы систем +1о(РеЬУМп^аи ТЬ(Ре.<-хМпД! в координатах "состав-давление".
Изучить сверхтонкие взаимодействия в сплавах и провести комплексный анализ их мессбауэровских спектров.
Изучить локальное распределение атомов в 3d-подрешетке сплавов квазибинарных систем Мо(Ре4.у Мпх")а и ТЬСРе,,.* №п^х .
Провести анализ корреляций сверхтонких параметров мессбауэровских спектров с особенностями атомно-кристаллической структуры сплавав квазибинарных систем ЦРе<.уМих")аи ТЬ^Рв^Мп^д .
Научная новизна.Впервые синтезированы в широком интервале давлений сплавы квазибинарных систем HoCPe^yMn^j, и TbflYf.y Мп„") % , определены их атомно-кристаллическая структура, магнитные и магнитострикционные свойства и построены фазовые диаграммы в координатах "состав-давление'.' Прилэтом в сплавах системы flo (Ре^.у Mnx")j, обнаружена инверсия знаков констант продольной и поперечной магнитострикции и изучена ее зависимость от температуры и внешнего магнитного поля. В фазах высокого давления в сплавах промежуточных составов тербие-вой системы впервые наблюдено аномальное увеличение этих констант.
Впервые в фазах высокого давления обеих исследованных систем установлено однозначное соответствие сверхтонких параметров парциальных мессбауэровских спектров с конфигурацией бликаишего окружения ядер Ре и доказана аддитивность вкладов в сверх-тонкое магнитное поле на ядрах Ре от атомов ближайшего окружения
Впервые выявлены-два механизма изменения плотности элек-тронов в области расположения ядер Ре при увеличении концентрации марганца, обусловленные различием электронных оболочек
атомы железа и марганца и изменением степени перекрывания волновых функций атомов из-за изменения расстояний между ними. Показано, что электроны проводимости дают существенный вклад в сверхтонкое электрическое квадрупольное взаимодействие и оба вклада убывают с увеличением концентрации атомов марганца.
Впервые показано, что в фазах высокого давления в сплавах квазибинарных систем Но (Ре^ Мпх0й и ТЬ tPe^.x М пх)я со структурами фаз Лавеса типа С14 атомы железа занимают позиции Т с точечной симметрией mm в соответствии с различием атомных радиусов железа и марганца.
Практическая ценность работы. Полученные в работе данные свидетельствуют о том, что использование различных технологий для синтеза многокомпонентных интерметаллических соединений редкоземельных и переходных металлов существенным образом влияет на их атомно-кристаллическую структуру, магнитные и другие физические свойства. Комплексные исследования в этом направлении важны и для развития теории конденсированного состояния, и ". для практического применения при разработке новых материалов.
Апробация работы.Основные результаты диссертации докладывались на Всероссийском научном семинаре "Магнетизм редкоземельных сплавов" /г.Грозный, 1988 г./, региональном научном семинаре "Химики Северного Кавказа - народному хозяйству" /г.Грозный, 1989 г./, Всесоюзном семинаре "Проблемы' зонной теории кристаллов" /г.Грозный, 1990 г./, П семинаре России и стран СНГ "Структурно-морфологические основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий" /г.Обнинск, 1993 г./. Публикации.По теме диссертации опубликоваво 10 печатных работ.
Личный вклад автора.Изучена литература по теме диссертации и составлен литературный обзор,полностью выполнены все измерения и обработка полученных результатов,сконструирована оригинальная установка-автоматический маятниковыймагнитометр с емкостным датчиком перемещений.
Структура и объем работы.Диссертация состоит из введения, трех глав,заключения и выводов,списка литературы. Содержание работы изложено на 156 страницах,включая 56 рисунков и 14 таблиц.Список литературы насчитывает 128 наименовавий.
