close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 11937

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 11937
(13) C1
(19)
(46) 2009.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
H 01F 1/01
C 01G 45/00
МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ
(21) Номер заявки: a 20071233
(22) 2007.10.09
(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) ГРАЖДАНКИНА Н.П. и др. // ЖЭТФ. 1981. - Т. 81. - Вып. 3(9). - С. 1064-1070.
WO 99/12173 A1.
GB 2016526 A, 1979.
US 4306921, 1981.
US 4248907, 1981.
BY 11937 C1 2009.06.30
(57)
Магнитный материал, содержащий марганец и сурьму, отличающийся тем, что дополнительно содержит медь или цинк, при этом его химический состав соответствует
формуле MnMe0,1Sb, где Me означает Cu или Zn.
Изобретение относится к области синтеза магнитных материалов на основе марганца и
сурьмы и может быть использовано в магнитомеханических устройствах, применяемых в
высокотемпературных интервалах, например в магнитных датчиках.
Известен магнитный материал MnSb, имеющий структуру типа В81. Структура B81
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 идеальной B81 считаются полностью свободными. В реальных материалах эти междуузлия частично заполняются, что приводит к образованию материала с отклонением состава от
эквиатомного. Так, на основе антимонида марганца возможно получение целой группы
материалов со структурой В81: Mn1+xSb составов 0≤x≤0,30. 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 К с промежуточной выдержкой в течение
4 часов при 1200 К. При температуре 1350 К ампулы выдерживают 4 часа с последующей
закалкой в холодную воду.
По магнитным свойствам материалы Mn1+xSb составов 0≤x≤0,30 являются ферромагнетиками [1]. Так, материал состава Mn1,2Sb является ферромагнетиком с температурой
перехода в немагнитное состояние ТК ≈ 300 К [1], что является недостаточно высокой
температурой при использовании материала в некоторых магнитомеханических устройствах.
BY 11937 C1 2009.06.30
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является
магнитный материал Mn1,1Sb [2]. Он представляет собой ферромагнетик с температурой
перехода из магнитного в парамагнитное состояние порядка 423 К [2].
Недостатком данного материала является то, что недостаточно высокая температура
перехода из магнитного в немагнитное состояние - 423 К - ограничивает его применение в
магнитомеханических устройствах.
Задача изобретения - повысить температуру магнитного перехода материала на основе
Mn1,1Sb со структурой типа В81, что обеспечит возможность использования датчиков,
работающих при высоких температурах.
Предложен магнитный материал, содержащий марганец и сурьму структурной модификации В81, отличающийся тем, что дополнительно содержит медь или цинк, при этом
его химический состав соответствует формуле MnMe0,1Sb, где Me означает Сu или Zn.
Указанные металлы Сu и Zn относятся к одному классу магнитных материалов: диамагнетики.
Сущность изобретения состоит в получении нового магнитного материала. Получение
производят методом прямого сплавления порошков исходных компонент в однозонной
печи сопротивления в вакуумированных до 10-3 мм рт. ст. кварцевых ампулах. Замещение
марганца на медь или цинк Mn-Me-Sb проводят из расчета соотношения компонент
1 : 0,1 : 1 в грамм-молях, то есть формула материала MnMe0,1Sb (где Me - Сu или Zn).
Пример 1
Получение магнитного материала Мn1,0Zn0,1Sb.
Замещение марганца в исходном материале проводили из расчета 10 % замещающей
компоненты, то есть Mn, Zn и Sb взяты в пропорции 1 : 0,1 : 1 грамм-моль. Оптимальным
синтезом материала был признан синтез по следующей схеме:
1. Медленный (в течение 24 часов) 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.
2. Сплавление при Т = 900-950 °С в течение 4 часов.
3. Охлаждение в течение нескольких часов от 950 °С до 840-860 °С (температура образования в системе никельарсенидной фазы).
4. Отжиг при Т = 840-860 °С в течение 24 часов.
5. Закалка от Тотж.. в воду со льдом.
Все исходные реактивы (Mn, Zn, Sb) имели чистоту 99,99 %.
Продукты каждого синтеза изучали на фазовый состав. Рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре ДРОН-3М (СuКα - 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 приведена рентгенограмма полученного материала Мn1,0Zn0,1Sb.
Анализ рентгенограмм показал, что материал Мn1,0Zn0,1Sb кристаллизуется в никельарсенидной (В8) структуре и характеризуется следующими параметрами:
α = 4,150 , с = 5,758 , с/α = 1,387.
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 77-700 К.
На фиг. 2 приведены результаты магнитных измерений. По экспериментальным результатам в полученном материале Mn1,0Zn0,1Sb наблюдается повышение температуры
магнитного перехода по сравнению с исходным материалом:
для Mn1,1Sb температура магнитного перехода составляет Тк ≈ 423 К [2],
для Mn1,0Zn0,1Sb - Тк ≈ 570 К.
2
BY 11937 C1 2009.06.30
Пример 2
Получение магнитного материала Mn1,0Cu0,1Sb.
Замещение марганца в исходном материале проводили из расчета 10 % замещающей
компоненты, то есть Мn, Сu и Sb взяты в пропорции 1 : 0,1 : 1 грамм-моль. Оптимальным
синтезом материала был признан синтез по следующей схеме:
1. Медленный (в течение 24 часов) 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.
2. Сплавление при Т = 900-950 °С в течение 4 часов.
3. Охлаждение в течение нескольких часов от 950 °С до 840-860 °С (температура образования в системе никельарсенидной фазы).
4. Отжиг при Т = 840-860 °С в течение 24 часов.
5. Закалка от Тотж. в воду со льдом.
Все исходные реактивы (Mn, Cu, Sb) имели чистоту 99,99 %.
Продукты каждого синтеза изучали на фазовый состав. Рентгенофазовый анализ проводили аналогично примеру 1.
На фиг. 1 приведена рентгенограмма полученного материала Mn1,0Cu0,1Sb.
Он характеризуются следующими параметрами:
α = 4,133 , с = 5,770 , с/α = 1,396.
Для проведения магнитных измерений использована установка, аналогичная примеру 1.
На фиг. 2 приведены результаты магнитных измерений. Наблюдается повышение температуры перехода:
для Mn1,1Sb температура магнитного перехода составляет Тк ≈ 423 К [2],
для Mn1,0Cu0,1Sb - Тк ≈ 590 К.
Таким образом, синтезирован новый магнитный материал MnMe0,1Sb (где Me - Cu или
Zn, относятся к диамагнетикам) с более высокой температурой магнитного перехода. Частичное замещение марганца на медь или цинк в пределах фазы В81 повышает температуру
перехода материала в немагнитноге состояние от 423 К для незамещенного материала до
570 К для цинксодержащего материала Mn1,0Zn0,1Sb и до 590 К для медьсодержащего материала Mn1,0Cu0,1Sb, что позволит использовать его в магнитомеханических устройствах,
применяемых в высокотемпературных интервалах.
Источники информации:
1. Сирота Н.Н. Физико-химическая природа фаз переменного состава. - Минск: Наука
и техника, 1970. - 244 с.
2. Гражданкина Н.П., Медведева И.В., Пашеев А.В., Берсенев Ю.С. // ЖЭТФ. - 81. Вып. 3(9). - (1981).
3
BY 11937 C1 2009.06.30
Фиг. 1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
251 Кб
Теги
11937, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа