ОСОБЕННОСТИ ДАЛЬНЕГО МАГНИТНОГО ПОРЯДКА В ЦЕМЕНТИТЕ Fe3C ПО ДАННЫМ ЯМР 57Fe И ЯГР

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Получены и проанализированы спектры ЯМР 57Fe и времена релаксации в цементите θ-Fe3C в области дальнего магнитного порядка. Определены значения сверхтонких магнитных полей для двух неэквивалентных позиций атомов железа в структуре (Pnma) этого соединения и их эволюция в диапазоне температур от 4.2 до 350 K. Из анализа спектров ЯГР 57Fe, полученных при Т = 295 K, определены компоненты тензора градиента электрического поля, а также значения сверхтонких полей.

Об авторах

Константин Николаевич Михалев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: mikhalev@imp.uran.ru
Россия, ул. Софьи Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Екатерина Витальевна Суворкова

Институт физики металлов УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: e.v.suvorkova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5684-522X
Россия, ул. Софьи Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Александр Юрьевич Гермов

Институт физики металлов УрО РАН

Email: germov@imp.uran.ru
Россия, ул. Софьи Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Дмитрий Андреевич Прокопьев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: prokopev.dima@mail.ru
Россия, ул. Софьи Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Борис Юрьевич Голобородский

Институт физики металлов УрО РАН

Email: borisgolob@yandex.ru
Россия, ул. Софьи Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Сергей Иванович Новиков

Институт физики металлов УрО РАН

Email: novikovsi@internet.ru
Россия, ул. Софьи Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Михаил Александрович Уймин

Институт физики металлов УрО РАН

Email: uimin@imp.uran.ru
Россия, ул. Софьи Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Анатолий Егорович Ермаков

Институт физики металлов УрО РАН;
Уральский федеральный университет

Email: yermakov@imp.uran.ru
Россия, ул. Софьи Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002 Россия

Василий Семенович Гавико

Институт физики металлов УрО РАН

Email: gaviko@imp.uran.ru
Россия, ул. Софьи Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия

Список литературы

  1. Цементит в углеродистых сталях: коллектив. монография / Под ред. В.М. Счастливцева. Екатеринбург: УМЦ УПИ. 2017. 380 с.
  2. Yelsukov E.P., Barinov V.A., Ovetchkin L.V. Synthesis of disordered Fe3C alloy by mechanical alloying of iron powder with liquid hydrocarbon (toluene) // J. Mater. Sci. Lett. 1992. V. 11. No. 10. P. 662–663.
  3. Ekstrom H.C., Adcock W.A. A new iron carbide in hydrocarbon synthesis catalys // J. Amer. Chem. Soc. 1950. V. 72. P. 1042–1051.
  4. Fasiska E.J., Jeffrey G.A. On the cementite structure // Acta Crystal. 1965. V. 19. No. 3. P. 463–471.
  5. Razumovskiy V.I., Ghosh G. A first-principles study of cementite (Fe3C) and its alloyed counterparts: Structural properties, stability, and electronic structure // Comput. Mater. Sci. 2015. V. 110. P. 169–181.
  6. Germov A.Y., Prokopyev D.A., Mikhalev K.N., Goloborodskiy B.Y., Uimin M.A., Yermakov A.E., Konev A.S., Minin A.S., Novikov S.I., Gaviko V.S., Murzakaev A.M. Quantitative phase analysis of magnetic Fe@C nanoparticles // Mater. Today Commun. 2021. V. 27. P. 102382.
  7. Баринов В.А., Цурин В.А., Казанцев В.А., Суриков В.Т. Карбонизация α-Fe при механосинтезе // ФММ. 2014. Т. 115. С. 57.
  8. Le Caer G., Dubois J.M., Senateur J.P. Etude par spectrométrie Mössbauer des carbures de Fer Fe3C et Fe5C2 // J. Solid State Chem. 1976. V. 19. No. 1. P. 19–28.
  9. David B., Schneeweiss O., Dumitrache F., Fleaca C., Alexandresc R., Morjan I. Powders with superparamagnetic Fe3C particles studied with Mössbauer spectrometry // J. Phys. Conf. Ser. 2010. V. 217. No. 1. P. 012097.
  10. Медведева Н.И., Карькина Л.Е., Ивановский А.Л. Влияние примеси хрома на электронную структуру цементита Fe3C // ФТТ. 2006. Т. 48. С. 17.
  11. Hirano S., Tajima S. Synthesis and Magnetic Properties of Iron Carbide (Fe3C) // J. Jpn. Soc. Powder Powder Metall. 1990. V. 37. No. 3. P. 421–425.
  12. Choe H., Terai T., Fukuda T., Kakeshita T., Yamamoto S., Yonemura M. Easy axis of magnetization of Fe3C prepared by an electrolytic extraction method // J. Magn. Magn. Mater. 2016. V. 417. P. 1–5.
  13. Ron M., Mathalone Z. Hyperfine Interactions of Fe57 in Fe3C // Phys. Rev. B. 1971. V. 4. No. 3. P. 774–777.
  14. Bernas H., Campbell I.A., Fruchart R. Electronic exchange and the Mössbauer effect in iron-based interstitial compounds // J. Phys. Chem. Solids. 1967. V. 28. P. 17–24.
  15. Liu X.W., Zhao S., Meng Y., Peng Q., Dearden A.K., Huo C.F., Yang Y., Li Y.W., Wen X.D. Mössbauer spectroscopy of iron carbides: From prediction to experimental confirmation // Sci. Rep. 2016. V. 6. No. 1. P. 26184.
  16. Туров Е.А., Петров М.П. Ядерный магнитный резонанс в ферро- и антиферромагнетиках / М.: Наука. 1969. 260 с.
  17. Shaham M., Barak J., El-Hanany U., Warren W.W. NMR study of the 3d ferromagnetic metals: Critical region and paramagnetic phase // Phys. Rev. B. 1980. V. 22. No. 11. P. 5400–5419.
  18. Mikhalev K., Verkhovskii S., Gerashenko A., Mirmelstein A., Bobrovskii V., Kumagai K., Furukawa Y., D’yachkowa T., Zainulin Yu. Temperature dependence of sublattice magnetization of the infinite-layer antiferromagnet SrCuO2 // Phys. Rev. B. 2004. V. 69. P.132415–132418.
  19. Arzhnikov A.K., Dobysheva L.V. Structural peculiarities of plastically-deformed cementite and their influence on magnetic characteristics and Mossbauer parameters // Solid State Commun. 2008. V. 146. No. 1–2. P. 102–104.
  20. Kuz’min M.D., Richter M., Yaresko A.N. Factors determining the shape of the temperature dependence of the spontaneous magnetization of a ferromagnet // Phys. Rev. B. Condens. Matter Mater. Phys. 2006. V. 73. No. 10. P. 100401.
  21. Kuz’min M.D. Skokov K.P., Diop L.V.B., Radulov I.A., Gutfleisch O. Exchange stiffness of ferromagnets // Eur. Phys. J. Plus. 2020. V. 135. No. 3. P. 1–8.
  22. Абрагам А. Ядерный магнетизм / Москва: ИИЛ. 1963. 551 с.
  23. Лапина О.Б., Хабибулин Д.Ф., Шубин А.А. Современные возможности ЯМР-спектроскопии твердого тела квадрупольных ядер. Журнал структурной химии // Журнал структурной химии. 2010. Т. 51. С. 33.
  24. Germov A.Y., Prokopyev D.A., Konev A.S., Uimin M.A., Minin A.S., Yermakov A.E., Goloborodsky B.Yu., Kurmachev I.A., Suvorkova Ye.V. NMR and Mossbauer studies of core–shell FeCo@ C ferromagnetic nanoparticles near the superparamagnetic transition // J. Magn. Magn. Mater. 2023. V. 588. P. 171391.
  25. Hah H.Y. Mössbauer Spectroscopy of Iron Oxide Nanoparticles: Materials for Biomedical Applications, PhD diss. University of Tennessee. 2018. 65 p.
  26. Вонсовский С.В., Туров Е.А. Динамические и кинетические свойства магнетиков. М.: «Наука». 1986. 248 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать