Магнитный материал

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научнопроизводственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(72) Авторы Митюк Виктор Иосифович Рыжковский Владимир Михайлович Ткаченко Тамара Михайловна(73) Патентообладатель Государственное научно-производственное объединение Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению(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. 88-92.2321659 1, 2008.01247551 , 1989.0077611 2, 1983.(57) Магнитный материал, содержащийии имеющий структуру типа 8, отличающийся тем, что часть марганца замещена медью, при этом его химический состав соответствует формуле 1,5-хх, где 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 , имеющий структуру типа В 8. Структура В 8 представляет собой гексагонально плотноупакованный каркас атомов металлоида , в октаэдрических междуузлиях которого располагаются атомы металла (М). В структуре имеются междуузлия второго сорта - тригонально-бипирамидальные, которые вчастично заполняются. В силу указанной структурной особенности, на основе антимонида марганца, возможно получение целой группы материалов с избытком марганца относительно сурьмы 1, где 00,30, и отличающимися магнитными свойствами. Температура магнитного фазового перехода - точка Кюри для эквиатомного- составляет К 595 К 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 с промежуточной выдержкой в течение 4 часов при 1200 . При температуре 1350 ампулы выдерживают 4 часа с последующей закалкой в холодную воду. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является магнитный материал М 1,5, то есть антимонид марганца со структурой типа В 8 и из 13034 1 2010.04.30 бытком марганца относительно сурьмы 0,5. Точка Кюри этого материала составляет ТК 235 2. Данный материал получают в две стадии 1) синтез по методике для , 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 1,5 со структурой типа В 8, что обеспечит возможность использования таких материалов при изготовлении температурных датчиков, способных работать в области температур, близких к температуре тела человека. Предложен магнитный материал, содержащий М ив структурной модификации В 8. Новым, по мнению авторов, является то, что часть марганца замещена медью, при этом его химический состав соответствует формуле 1,5-, где 0,3. Сущность изобретения состоит в получении нового магнитного материала на основе . 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 7 ГПа) в течение 5 минут с последующей закалкой. Замещение марганца на медь в антимониде марганца проводят из расчета формулы 1,5-. Пример получения магнитного материала 1,30,2 Замещение марганца в исходном материале проводили из расчета формулы 1,5-, где 0,2. То есть брали исходную смесь порошков М, С ив пропорции 1,30,21 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 7 ГПа) в течение 5 минут с последующей закалкой. Все исходные реактивы (, , ) имели чистоту 99,99 . Продукты каждого синтеза изучали на фазовый состав. Рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре ДРОН-3 М (С - монохроматическое излучение, шаг сканирования 0,03, диапазон сканирования 20-90, экспозиция 3 секунды в каждой точке). Рентгенограммы уточнялись по методу Ритвельда с помощью программы . На фиг. 1 приведены рентгенограммы полученных материалов 1,5, 1,30,2. Анализ рентгенограмм показал, что материал 1,30,2 так же, как и материал прототип, кристаллизуется в структуре В 8. 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 К-700 К. 13034 1 2010.04.30 На фиг. 2 приведены результаты магнитных измерений. По экспериментальным результатам в полученном материале 1,30,2 наблюдается существенное повышение температуры магнитного перехода по сравнению с исходным материалом 1). для 1,5 температура магнитного перехода составляет ТК 235 К 2 2). для предлагаемого материала 1,30,2 точка Кюри составляет ТК 350 К. Таким образом, синтезирован новый магнитный материал 1,30,2 с более высокой температурой магнитного перехода - точкой Кюри. Частичное замещение марганца на медь в пределах фазы В 8 повышает точку Кюри от 235 К (для прототипа) до 350 К для медьсодержащего материала 1,30,2, что позволит использовать его в магнитных температурных датчиках, применяемых в медицине в области температур, близких к температуре тела человека. Источники информации 1. , . // . . . . - 1968. - . 29. - . 347-355. 2. Гончаров, В.М. Рыжковский, К.И. Янушкевич. Магнитные свойства сплавов 1 (00,5), в том числе подвергнутых термобарической обработке // Вестник Фонда фундаментальных исследований. - 2007. -4 (42). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3