Введение к работе
Актуальность работы. Последние годи ознаменована бурным раз-зитием всесторонних исследований магнитных материалов, созданных и основе редкоземельных металлов (РЕМ). Большое внимание к этим .игниишм матеріалам с уникальными магнитными свойствами, такими сак гигантская магнитная анизотропия, гигантская магнитоетркция и тр., определяется как научными, так и практическими интересами (возможно широкое применение этих магнитных материалов в качестве тостоянных магнитов, магнитостржтороа, рабочих элементов холо-рльных машин и т.д.).
/Однако, важные с научной я практической точки зрэндо мехагаг-їєскиє свойства Ш1: упругие (модуль Шга Б) и ноупругие (внутреннее трегаїз Q~1) до сих пор остались изученными совершенно недостаточно. Невелик температурный диапазон измерения, недостаточно исследованы изменения модуля Шга в магнитном поле (ЛЕ-э$фзкП, не изучена зависимость модуля Юнга от намагниченности, не наделен магнитный: вклад в модуль Юнга. Недостаточен и частотний диапазон проведенных измерений. В основном это измерения на частотах 10 -100 МГц. (ультразвук), хотя вакная информация по упругим и, особенно, неупругим свойства** па таких высоких частотах теряется или заметно искажается. Мало детальных исследовании в непосредственнее окрестности температур магнитных фазовых переходов.
В литературе крайне мало и теоретических исследований упругих и неупругих свойств РЗМ. Почти совсем нет работ посвященных расчетам величины упругих модулей в широком температурном -диапазоне: отсутствуют ясные теоретические модели на основе которых мокло было би проводить такие расчеты. Отсутствуют, ргсогн, поазящгхшыэ выдолзшш и анализу различных вкладов в полную величину модуля Юнга, и теоретический анализ данных но' внутреннему тренив Р3!
Таким образом, очевидна"настоятельная необходимость дальпей-иего углубления знания по упругим и не упругим свойствам свойствам РЗМ, их зависимости от-темеперагуры и магнитного поля в игроком диапазоне теыоператур и магнитных полей.
Целью работы являлось экспериментальное изучение температурных и полевых зависимостей модуля Юнга Е и внутреннего трения Q~ , ряда редкоземельных металлов и теоретический аналіз этих данных
для БЦ&элэш? обусловленных различными физическими механизмам вкладов в полгу» величину модуля Шга и внутрэннего трения. Научная новязна.
впервые проведены систематические экспериментальные нссле дования в области частот звукового диапазона (1-3 кГц) на поли-монокристаллических образцах упругих (модуль Юнга Е) и неупруга (внутреннее трение Q"b свойств ряда немагнитных и магнитных РЗМ широком диапазоне температур и магнитных полей;
впервые проведен последовательный анализ полученных экспе рименталышх данных по модулю Шга Рам в рамках модели твердот тела как квантового ансамбля ангармонически осцилляторов. Вперва выделены рзветочная и магнитная составляющие полной величины коду ля Шга, а такяе определен ряд динамических характеристик колебг ней кристаллических решеток изученных РЗМ;
впервые проведен систематический анализ полученных эксперя ментальных данных по внутреннему трении РЗМ и определены основні характеристические параметры релаксационных процессов, ответствеї ных за появление дополнительных максимумов внутрэннего трения парамагнитной области РЗМ.
Практическая значимость. Полученные эксперяменталь'ше и ш ретические данные по модулю Юнга и внутреннему трении могут ели полезными при создании различных устройств с редкоземельными ива нетиками в качестве рабочих элементов, в частности для аналиЕ работа таких устройств в условиях йероменной температура, матії ного поля, вибрации и нагрузки; такими устройствами могут быч магнитострикциошше преобразователи, управляемые магнитным паж акустические линии задержи и иные магпито?/.ехакические устройств* Полученные результаты по модулю Юнга и внутреннему тракиа мог: быть полезны для постановки дальнейших углубленных иселодозаш магиктоупругих и поупругах свойств шталлов.а теісіо для. целэни равлонного поиска новых магнитных ттериалоз с улучдэнныш хари торастикаш на основе РЗМ для удовлетворения все болов разнообра: шх требований техним.
На зааиту выносятся:
- ашгоргоштвльно полученные зависимости і:одуля Енга Е
внутреннего трения СГ * от температуры к магнитного поля поли-
монокрссталлическнх образцов, ориэтированши вдай различных краї
галлографических направлений, ряда "немагнитных" (Y.Ia.bu) и маг-ишшх (Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er) редкоземельных металлов.
результата теоретического анализа экспериментальных данных по модулю Юнга и внутреннему трению исследованных металлов;
температурные зависимости магнитной части модуля Юнга Ей, Сй,ТЪ,Ву,Но,й\
построенные по результатам измерений магнитоупругих свойств магнитных РЗМ их магнитные фазовые диаграммы в области слабых магнитных полей.
Апробация работы. Материалы, включенные в диссертацию докладывались на: 19 Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений (Ташкент, 1991), 2nd European Eaat-TJest Symposium on Materials and. Processes (Helsinki,1991), 29 Совещании по физике низких температур (Казань,1992), Школе-семинаре. "Релаксационные явления в твердых телах" (Воронен,1993), б Научном семинаре "Физика магнитных явлений (Донецк,1993), 5 Международном совещании по ядерно-спектроскопическим исследованиям сверхтонких взаимодействий (Дубна, 1993), 30 Совещании по физии низких температур (Дубна,1994).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 16 печатных работах; список публикаций: приведен в конце автореферата.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, где изложены основные результаты и выводы, и списка цитированной литературы. Диссертация изложена на 'грз страницах машинописного текста и содержит 80 рисунков, и 22 таблицы. Биб'Зюграфия включает в себя 220 наименований.