Особенности динамики фазовых превращений в объемных сплавах на основе FeRh по данным магнитных и структурных измерений

А.А. Ваулин¹, В.И. Зверев², Р.Р. Гимаев², Т. Миянага³, Б.Б. Ковалев^2,4, А.М. дос Сантос⁵, Э. Ловелл⁶, Л.Ф. Коэн⁶, Н.А. Заркевич⁷, А.Ф. Губкин¹

¹Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург

²Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва

³Университет Хиросаки, г. Хиросаки, Япония

⁴Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», г. Москва

⁵Национальная лаборатория Ок-Ридж, г. Ок-Ридж, США

⁶Имперский колледж, г. Лондон, Великобритания

⁷Лаборатория Эймса, Министерство энергетики США, г. Эймс, США

Проведено нейтронографическое и магнитометрическое исследование систем Fe-Rh легированных Pd в области магнитного фазового перехода первого рода из антиферромагнитного (АФМ) состояния в ферромагнитное (ФМ). Установлено, что структурное состояние в области сосуществования АФМ и ФМ фаз также неоднородно и описывается комбинацией двух структурных доменов кристаллической ОЦК-структуры с различными параметрами элементарной ячейки. Построены детальные температурные зависимости массовой доли АФМ и ФМ фаз, параметров элементарной ячейки и магнитных моментов железа и родия в области АФМ-ФМ фазового перехода при нагревании и охлаждении образца. Показано, что величина гистерезиса зависит от концентрации Pd в легированных сплавах. Данные Холловской магнитометрии хорошо согласуются с данными нейтронной дифракции и дают прямое визуальное представление об эволюции фазового состава образца при нагревании или охлаждении через АФМ-ФМ фазовый переход.

Рис. 1. (слева) Результаты уточнение порошковой нейтронограммы, измеренной в области АФМ-ФМ фазового перехода для образца Fe_48.3Rh_46.8Pd_4.9. Рисками отмечены брэгговские пики от ФМ и АФМ фаз, n - для ядерного и m - для магнитного вкладов, γ - обозначает брэгговские пики от γ-фазы ГЦК. (справа) Серия изображений поверхности образца, полученных методом Холловской магнитометрии при охлаждении образца через температуру АФМ-ФМ фазового перехода.

Peculiarities of the phase transformation dynamics in bulk FeRh based alloys from magnetic and structural measurements / V.I. Zverev, R.R. Gimaev, T. Miyanaga, A.A. Vaulin, A.F. Gubkin, B.B. Kovalev, A.M. dos Santos, E. Lovell, L.F. Cohen, N.A. Zarkevich // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — 2021. — V. 522. — P. 167560 — 167569.

1.3.2. Физика конденсированных сред и физическое материаловедение. Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИФМ УрО РАН Рег.№ АААА-А18-118020190112-8, Шифр «Поток».