close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13034

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 13034
(13) C1
(19)
(46) 2010.04.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
H 01F 1/01
C 22C 22/00
МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ
(21) Номер заявки: a 20081635
(22) 2008.12.18
(71) Заявитель: Государственное научнопроизводственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по
материаловедению" (BY)
(72) Авторы: Митюк Виктор Иосифович;
Рыжковский Владимир Михайлович; Ткаченко Тамара Михайловна
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научно-производственное объединение "Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси
по материаловедению" (BY)
(56) ГОНЧАРОВ В.С. и др. // Вестник фонда фундаментальных исследований. 2007. - № 4. - С. 105-109.
МИТЮК В.И. и др. // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия
физико-математических наук. - 2008. № 4. - С. 88-92.
RU 2321659 C1, 2008.
JP 01247551 A, 1989.
EP 0077611 A2, 1983.
BY 13034 C1 2010.04.30
(57)
Магнитный материал, содержащий Mn и Sb и имеющий структуру типа B8, отличающийся тем, что часть марганца замещена медью, при этом его химический состав соответствует формуле Mn1,5-хCuхSb, где x ≤ 0,3.
Изобретение относится к области синтеза магнитных материалов на основе марганца и
сурьмы и может быть использовано при изготовлении магнитомеханических устройств,
например магнитных температурных датчиков, в том числе медицинских, применяемых в
интервалах температур, близких к температуре тела человека.
Известен магнитный материал MnSb, имеющий структуру типа В8. Структура В8
представляет собой гексагонально плотноупакованный каркас атомов металлоида (Sb), в
октаэдрических междуузлиях которого располагаются атомы металла (Мn). В структуре
имеются междуузлия второго сорта - тригонально-бипирамидальные, которые в MnSb
частично заполняются. В силу указанной структурной особенности, на основе антимонида
марганца, возможно получение целой группы материалов с избытком марганца относительно сурьмы Mn1+xSb, где 0≤x≤0,30, и отличающимися магнитными свойствами. Температура магнитного фазового перехода - точка Кюри для эквиатомного MnSb - составляет
TК = 595К [1]. Материалы получают методом прямого сплавления порошков исходных
компонент в вакуумированных кварцевых ампулах (давление в ампуле порядка 10-3 мм
рт.ст.). Используют однозонные печи сопротивления, температуру плавно наращивают до
1350 K с промежуточной выдержкой в течение 4 часов при 1200 K. При температуре
1350 K ампулы выдерживают 4 часа с последующей закалкой в холодную воду.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является
магнитный материал Мn1,5Sb, то есть антимонид марганца со структурой типа В8 и из-
BY 13034 C1 2010.04.30
бытком марганца относительно сурьмы x = 0,5. Точка Кюри этого материала составляет
ТК ≈ 235 [2]. Данный материал получают в две стадии: 1) синтез по методике для MnSb, 2)
дополнительная термобарическая обработка (одновременное применение высокой температуры и давления).
Недостатком данного материала является то, что точка Кюри составляет ТК = 235 К,
что существенно ниже температуры тела человека (Т ≈ 310). Это ограничивает применение известного материала в некоторых магнитомеханических устройствах, например магнитных медицинских датчиках, используемых в медицине. Необходимо приблизить точку
Кюри материала к комнатной температуре.
Задача изобретения - повысить температуру магнитного перехода (точку Кюри) материала на основе Mn1,5Sb со структурой типа В8, что обеспечит возможность использования таких материалов при изготовлении температурных датчиков, способных работать в
области температур, близких к температуре тела человека.
Предложен магнитный материал, содержащий Мn и Sb в структурной модификации
В8. Новым, по мнению авторов, является то, что часть марганца замещена медью, при
этом его химический состав соответствует формуле Mn1,5-xCuxSb, где x ≤ 0,3. Сущность
изобретения состоит в получении нового магнитного материала на основе MnSb. Получение производят в две стадии: 1) применение метода прямого сплавления порошков исходных компонент в однозонной печи сопротивления в вакуумированных до 10-3 мм рт.ст.
кварцевых ампулах, 2) термобарическая обработка (Т = 2300 °С и Р = 7ГПа) в течение 5
минут с последующей закалкой. Замещение марганца на медь в антимониде марганца
проводят из расчета формулы Mn1,5-xCuxSb.
Пример получения магнитного материала Mn1,3Cu0,2Sb
Замещение марганца в исходном материале проводили из расчета формулы
Mn1,5-xCuxSb, где x = 0,2. То есть брали исходную смесь порошков Мn, Сu и Sb в пропорции 1,3:0,2:1 грамм-моль. Далее в две стадии проводили синтез материала:
1 стадия.
Медленный (в течение 24 час) разогрев гомогенной смеси исходных компонент, взятых в требуемых весовых соотношениях, в откачанных до 10-3 мм. рт.ст. кварцевых ампулах, до температуры сплавления Т = 900-950 °С.
Сплавление при Т = 900-950 °С в течение 4 часов.
Охлаждение в течение нескольких часов от 950 °С до 840-860 °С (температура образования в системе никельарсенидной фазы). Отжиг при Т = 840-860 °С в течение 24 часов.
Закалка от Тотж. в воду со льдом.
2 стадия
Термобарическая обработка (Т = 2300 °С и Р = 7ГПа) в течение 5 минут с последующей закалкой.
Все исходные реактивы (Mn, Cu, Sb) имели чистоту 99,99 %.
Продукты каждого синтеза изучали на фазовый состав. Рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре ДРОН-3М (СuKα - монохроматическое излучение, шаг сканирования 0,03°, диапазон сканирования 20°-90°, экспозиция 3 секунды в каждой точке).
Рентгенограммы уточнялись по методу Ритвельда с помощью программы Fullprof.
На фиг. 1 приведены рентгенограммы полученных материалов: Mn1,5Sb, Mn1,3Cu0,2Sb.
Анализ рентгенограмм показал, что материал Mn1,3Cu0,2Sb так же, как и материал прототип, кристаллизуется в структуре В8.
Для проведения магнитных измерений использована установка, работающая по методу измерения пондеромоторной силы, позволяющая исследовать температурные зависимости намагниченности и магнитной восприимчивости при малых количествах образца.
Измерения проводились в диапазоне температур 77К-700К.
2
BY 13034 C1 2010.04.30
На фиг. 2 приведены результаты магнитных измерений. По экспериментальным результатам в полученном материале Mn1,3Cu0,2Sb наблюдается существенное повышение
температуры магнитного перехода по сравнению с исходным материалом:
1). для Mn1,5Sb температура магнитного перехода составляет ТК ≈ 235 К [2];
2). для предлагаемого материала Mn1,3Cu0,2Sb точка Кюри составляет ТК = 350 К.
Таким образом, синтезирован новый магнитный материал Mn1,3Cu0,2Sb с более высокой температурой магнитного перехода - точкой Кюри. Частичное замещение марганца на
медь в пределах фазы В8 повышает точку Кюри от 235 К (для прототипа) до 350 К для
медьсодержащего материала Mn1,3Cu0,2Sb, что позволит использовать его в магнитных
температурных датчиках, применяемых в медицине в области температур, близких к температуре тела человека.
Источники информации:
1. Teramoto, I. J.G. Van Run The existence region and the magnetic and electrical properties
of MnSb // J. Phys. Chem. Solids. - 1968. - Vol. 29. - P. 347-355.
2. B.C. Гончаров, В.М. Рыжковский, К.И. Янушкевич. Магнитные свойства сплавов
Mn1+xSb (0≤x≤0,5), в том числе подвергнутых термобарической обработке // Вестник Фонда
фундаментальных исследований. - 2007. - № 4 (42).
Фиг. 1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
88 Кб
Теги
by13034, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа