Особенности низкотемпературных фазовых превращений в церии и его сплавах с неодимом и диспрозием
Диссертация
Экспериментально и теоретически установлено снижение температурной области электронного oC — у превращения при легировании церия J. -металлами. Показано, что уменьшение температуры обусловлено двумя вкладами: энергетическим фактором, изменяющим положение J.-уровня в сплаве церия и ионно-спиновым фактором, который отражает зависимость температуры перехода от J. — j. взаимодействия атомов церия… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА I. Физические свойства церия, неодима, диспрозия и сплавов церий-неодим, церий-дисцрозий
- 1. 1. Электронное строение
- 1. 2. Магнитные свойства
- 1. 3. Особенности аллотропических превращений изучаемых элементов
- 1. 3. 1. Кристалличвекая структура при комнатной температуре
- 1. 3. 2. Влияние температуры на кристаллическую структуру
- 1. 4. Фазовые цревращения и внутреннее трение
- 1. 5. Эффект памяти формы при фазовых превращениях
- 1. 6. Закономерности сплавообразования РЗМ
- ГЛАВА 2. Материалы и методика исследования
- 2. 1. Выбор методов исследования
- 2. 2. Приготовление образцов
- 2. 3. Метод внутреннего трения
- 2. 4. Установка для измерения внутреннего трения
- 2. 5. Метод электросопротивления
- 2. 6. Рентгеноструктурный фазовый анализ
- ГЛАВА 3. Фазовые превращения и внутреннее трение в чистых редкоземельных металлах
- 3. 1. Внутреннее трение в церии, неодиме и диспрозии
- 3. 2. Кинетические особенности оС — ^ цревращения в церии
- 3. 3. О механизме с£ - в превращения в церии
- 3. 4. Л — р превращение и эффект памяти формы
- 3. 5. Внутреннее трение при магнитных превращениях
- ГЛАВА 4. Влияние добавок небольших количеств РЗМ на кинетику фазовых превращений в церии
- 4. 1. Влияние легирующих элементов на ¦у превращение в церии
- 4. 2. О механизме влияния примесей на характер электронного «С — ^ перехода в церии
- 4. 3. Влияние легирования церия неодимом и диспрозием на ^ - р превращение
- Выводы .НО
Список литературы
- Вонсовский C.B. Магнетизм. М., Наука, 197X, 1032 с.
- Самсонов Г. В., Прядко М. Р., Прядко Л. Ф. Электронная локализация в твердом теле. М., Наука, 1976, 340 с.
- Самсонов Г. В., Гордиенко С. П. Электронное строение, структура и физические свойства лантаноидов. В кн. Редкоземельные металлы, сплавы и их соединения. М., Наука, 1973, с.257−260.
- Савицкий Ё.М., Терехова В. Ф., Наумкин О. П. Физико-химические свойства редкоземельных металлов, скандия и иттрия. УФН, 1969, 79, с. 263−293.
- Григорович В.К. Электронная структура металлов. В кн. Электронное строение и термодинамика сплавов железа. М., Наука, I97U, с. 9−97,
- Самсонов Г. В. Электронное строение и свойства лантаноидов. Киев, Укр.хим.журнал, 1970, 36, с. 227−233.
- Савицкий Е.М., Терехова В. Ф. Сплавы редкоземельных металлов. М., изд-во АН СССР, 1962.
- Ю.Савицкий Е. М., Терехова В. Ф. Электронное строение и физико-химические свойства РЗМ. В кн. Металловедение РЗМ. М., Наука, 1975, с. 26−98.
- Gschneidner Е.А., Valetta K.M. Concerning the crystal structure sequence in the lantanide metals and alloys- Evidence for contribution to the bonding. Acta Met., 1968, 16, p. 477−484.
- Gschneidner K.A. On the nature of j! bonding in the lantanideelements and their compounds. J. Less Comm. Met., 1971, p. 405−422.
- Pearson W.B. Crystal chemistry of the elemental rare earths and their trialuminides. J. Less-Comm.Met., 1967, p.626−628.
- Шабуров В.А., Банд M.M., Грушко А. И. Исследование электронного механизма изоморфного фазового перехода в церии. ЖЭТФ, 1973, 65, с. II57-II73.
- Wilkinson М.К., Child Н.В. Neutron diffraction investigations of matallic cerium at low temperatures. Phys. Bev., 1961, 122, p.1409−1415.
- Gschneidner 1С.A., McDonald B.B., Elliott B.O. Influence of spin on electronic transformations. Phys.Bev.Lett., 1961, 6, p.218−220.
- Евдокимова В.В. Некоторые закономерности Р-Т диаграмм и полиморфные превращения элементов при высоких давлениях. УФН, 1966, 88, с. 91−123.
- Bamirez В., Falikov L.M. Theory of the Л-у phase transition in metallic cerium. Phys. Bev. B: Solid State, 1971, p.2425−2430.
- Heden P.O., Lofgren H., Hugstrom S.B. | electronic states in metals Nd, Sm, Dy and Er studied by X-ray Photoemission. Phys.Bev.Lett., 1971″ 26, p. 452−434.
- Альтшулер JI.В., Баканова А. А., Дудоладов И. П. Влияние электронной структуры на сжимаемость металлов при высоких давлениях. ЖЭТФ, 1967, 53, с. 1967−1976.
- Johansson В. On the energetics of the ct-j- phase transition in Ce metal- determination of the atomic excitation }dsl ?V .
- J.Phys. F: Met.Phys., 1977, 2, p.877−883. ?2. Felsteiner J., Heilper M., Berggren k.f. Electronic structure ofcerium once more. Solid State Comm., 1979, 32, p. 343−345″ 23. Wittig J. Die electronische struktur von Lauthan und Cer.
- Phys. Bl., 1977, p. 119−122.
- Kornsta’dt U. Comp tons tenung am dUy Phasenubergang in Ce. Ber. Kornforschungsahlage Julich, 1979, No.1601, p.54.
- Kornstadt U., Lasser В., Lengeier В. Investigation of the d-y phase transition in Ce by compton scattering. Phys. Bev., 1980, B21, p. 1898−1901.
- Несбитт E., Верник Да. Постоянные магниты на основе редкоземельных элементов. М., Мир., 1977, 166 с.
- Buderman М.А., Kittel С. Inderect exchange coupling of nuclear magnetic moments by conduction electrons. Phys. Bev., 1954, 26, p.99-Ю2.
- Финкель В.А. Структура редкоземельных металлов. М., Металлургия, 1978, 128 с.
- Изюмов Ю.А., Озеров P.II. Магнитная нейтронография. М., Наука, 1966.
- Gomes A.A., De Graaf A.M. On the low-temperature thermal expansion of cerium. Phys.Lett., 1964, 8, p.246−247.
- Koehler W.C. Magnetic properties of Bare-Earth Metals and Alloys. J.Appl.Phys., 1965, ?6, p. 1078−1087.
- Conway M.M., Phillips N.E. Low-temperature heat capacity of cL and? Cerium. Low Temp. Phys. — LT-13, vol. 2, p. 629−632. New York — London, 1974.
- Owen C.V., Scott Т.Е. Mechanical properties of polycrystalline Dy from 78 to 750 K. J.Less.Comm.Met., 1974-, 1z" P"353−360.
- Darnell F.J., Moore E.P. Crystal structure of Dy at low temperatures. Journ.Appl.Phys. | 1965, ?4, p. 1337−1538.
- Белов К.П., Белянчикова М. А., Левитин Р. З. Редкоземельные ферро и антиферромагнетики. Ы., Наука, 1965, 319 с.
- Spedding F.H., Daane А.Н. The rare-earth metals- A review., Met.JBev., 1960, p. 297−348.
- Banister J.B., Legvold S., Spedding F.H. Structure of Gd, Dy, Br at low temperatures. Phys.Bev., 1954, 24, p.1140−1142.
- Darnell F.J. Temperature dependence of lattice parameters for Gd, Dy and Ho. Phys.Bev., 1963, 120″ p.1825−1828.
- Финкель В.А., Воробьев В. В. Кристаллическая структура дисирозия при 77−300 К. ЙЭТФ, 1966, 51, с. 786−789.
- Смирнов Ю.Н., Прохоров И. А. Термическое расширение и кристаллическая структура Рг, Nd и Sm в интервале 87−1073 К. ЖЭТФ, 1974, 67, с. I0I8-I022.
- McHarque C.J., Yakel H.L. Phase transformations in cerium. Acta Met., 1960, 8, p.637−646.
- McHarque C.J., Yakel H.L., Jetter L.K. Allotropic modifications of metallic cerium. Acta cryst., 1957, 10, p.832−853.
- Altstetter C.J. Transformations in rare-earth metals. Met.Trans., 1973, Ь p.2723−2730.
- Gschneidner K.A., Elliott B.O., McDonald E.B. Effects of alloying additions on the cC-j- transformations of cerium. Part I,
- J.Phys.Chem.Solids, 1962, 2?, p.555−565.
- Полнер ГЛ., Постников B.C., Шаршаков И. М. Фазовые превращения в церии и сплавах церий-лантан. В кн. Материаловедение, ч.2, Воронеж, Политехнич. институт, 1975, с. 190−202.
- Павлов B.C., Финкель В. А. Кристаллическая структура церия при низких температурах. ФММ, 1967, 24, с. II23-II24.
- Bashid M.S., Altstetter C.J. Allotropic transformations in Cerium. Traiis.Met.Soc. AIME, 1966, 26, p. 164−9-1656.
- Shimura K. Behaviour and mechanism of the allotropic transformation of Cerium. J. Journ. Appl. Phys., 1969, 8, p. 870−875.
- Gschneidner K.A. The rare-earth alloys. Van Hostrand, 1961.
- Снеддинг Ф., Даан А. Редкоземельные металлы. M., Металлургия, 1965, 608 с.
- Тейлор К., Дарби Ы. Физика редкоземельных соединений. М., Мир, 1974, 374 с.
- Аптекарь И.Л., Понятовский Е. Г. К теории изоморфного фазового превращения и критического перехода в церии. ДАН СССР, 1967, 173, с. 851−854.
- Гшнейднер К.А. Сплавы редкоземельных элементов. М., Мир, 1965.
- Финкель В.А. Низкотемпературная рентгенография металлов. М., Металлургия, 1971, 256 с.
- Bucher Е. Electronic properties of two new elemental ferromag-nets: fee Pr and Nd. Phys.Bev.Lett., 1969,22, p.1260−1263.
- Полнер Г. Л. Внутреннее трение и фазовые превращения в церии, лантане и сплавах церий-лантан. Дисс.канд.физ.мат.наук., Воронеж, Политехи, инст-т, 1975, 128 с.
- Bao K.V., Варр 0. Electrical resistance at the antiferro-para-magnetic transition in Dy. J. Phys. C: Solid State Phys., 1975″ 8, p.2135−2148.
- Кутсар A.P. Фазовая диаграмма и особенности оt-j" превращения церия при высоком гидростатическом давлении. В кн. Структура фаз, фазовые превращения и диаграммы состояния металлических систем. М., Наука, 1974, с. 74−80.
- Кутсар А.P. ot-j- превращения и объемные аномалии в церии под давлением. ДАН СССР, 1979, 245, с. 1360−1364.
- Major B.W., Millhouse А.Н., Leirhardt Т.Е. Isothermal Phasetransformations in Cerium metal at 80 K. Bull. Amer. Phys. Soc., 1966, Ц, 527−528.
- Kochler W.C. Neutron diffraction studies of antiferromagnetic rare-earth, compounds. Physica, 1958, 24, p.157−164.
- Lounasmaa O.V., Sundstrom W. Specific heat of La, Pr, Nd, Sm metals between 3 and 25K. Phys.Bev., 1967, 18, p. 591−600.
- Постников B.C. Внутреннее трение в металлах. М., Металлургия, 1974, 352 с.
- Постников B.C. Температурная зависимость внутреннего трения чистых металлов. ФММ, 1957, 4, с. 344−351.
- Гарбер P.M., Гиндин И. А. Физические свойства металлов повышенной чистоты. УФН,-1961, 74, с. 31−60.
- Gridnev С.A., Darinskii В.М. Attenuation of low-frequency elastic oscillations in KH^PO^ type ferroelectric crystals. Phys. Stat.Sol., a) 1978, 4?, p. 379−384.
- Bosen M. Effect of the low-temperature phase transformations on the elastic behaviour of Ce. Phys.lev., 1969, 181,1. P. 932−935.
- Bosen M. Elastic moduli and ultrasonic attenuation of Pr, Ш), Sm from 42 to 300 K. Phys.Bev., 1969, 180, p. 540−544.
- Bosen M. Elastic moduli and ultrasonic attenuation of Gd, Tr, Dy, Ho and Br from 4.2 to 300 K. Phys. Bev., 1968, 174, p. 504−514.
- Савицкий E.M., Дашковский А. Металлургия и металловедение чистых металлов. М., Госатомиздат, 1961, с. 196−200.
- Lenkkeri J.Т., Palmer S.B. Single crystal elastic constants of M from 4.2 to 300 K. J.Phys.F: Met.Phys., 1977, 2″ P*15−22.
- Wayman C.M., Shimizyk K. The shape memory (marmem) effect in alloys. Met.Sci.J., 1972, 6, p.175−183″
- Tas H., Delaey L. Stress-induced transformation and the s? apememory effect. J.Less.Comm.Met., 1972, 28, p.141−151.
- Hagasawa a. Marteusite transformation and memory effect in the T: Hi alloy. J.Phys.Soc.Jap., 1971, 21, p.136−147.
- Курдюмов Г. В., Хандрос JI.Г. О термоупругом равновесии при мар-тенситном превращении. ДАН СССР, 1949, 66, с. 2II-2I4.
- Wayman С.М. On memory effects related to martensitic transformation and observations in jb -brass and Fe^Pt. Ser. Met., 1971"2, p.489−492.
- Винтайкин E.3., Удовенко O.A., Гогуа Л. Д. Эффект памяти формы в сплавах Cu-Mn. ДАН СССР, 1977, 234, с. I309-I3I2.
- Арбузова И.А., Хандрос Л. Г. Аномальное удлинение и уменьшение сопротивления пластической деформации при мартенситном превращении в сплаве Cu-Al-Ni . ФММ, 1964, 17, с. 390−394.
- Tong Н.С., Wayman С.М. Marmem effect in AgCd alloys. Scr. Met., 1973, 2, p.215−221.
- Арбузова И.А., Коваль Ю. Н., Мартынов В. В. Эффект памяти в сплавах на основе железа. ДАН СССР, 1972, 206, с. 841−844.
- Арбузова И.А., Коваль Ю. Н., Мартынов В. В. Эффект памяти формы в стали IXI8HI0T. ФММ, 1974, 37, C. II03-II05.
- Тихонов А.С., Шоршоров М. Х., Герасимов А. П. О механизмк мартен-ситной памяти в металлических материалах. ФиБХОМ, 1976, to 5, с. 78−84.
- Otsuka К., Shimizu К. On the crystallоgraphic reversibility of martensitic transformations. Ser.Met., 1975, 11, P.757−760.
- Perkins J. Martensitic substructural prerequisites for shape memory effect (SME) behaviour. Scr. Met., 1975, Ъp. 757−760.
- Арбузова И.А., Курдюмов Г. В., Хандрос Л. Г. Рост упругих кристаллов мартенситной ^'-фазы под действием внешних напряжений. ФММ, 1961, П, с. 272−274.
- Hume-Bothery W. Inst. Metals, Monograph and report series. No.1, 1936, p.222.
- Gschneidner K.A. The rare-earth alloys. Van Nostrand, 1961.
- Darken L.S., Gurry B.M. Physical Chemistry of metals. McGraw-Hill, 1953.
- Vogel В., Klose H. Uber die Zustandsbilder Cer-Lanthan, LanthanAntimon und Cer-Indium. Z. Metallkunde, 1954, 45.p.635−638.
- Савицкий E.M., Терехова В. Ф. Диаграммы состояния сплавов лантана с церием и лантана с кальцием. Ж.неорг. химии, 1958, 3, с. 756−762.
- Шанк Ф. Структуры двойных сплавов. М., Металлургия, 1973, с. 252.
- Koch С.С. Solid solution intra-rare-earth alloys- A review of alloying behaviour and structure. J. Less-Comm. Met., 1970″ 22, p.149−175.
- Speight J.D., Harris J.В., Baynor G.V. Alloys of Cerium with Nd, Sm, Tb, Pr and Pr with Tb. J. Less Comm. Met., 1968,1. P. З17-ЗЗЮ.
- Гшнейднер К., Эллиот P., Ирине M. Параметры кристаллической решетки некоторых сплавов церия с редкоземельными металлами. В кн. Новые исследования РЗЫ. М., Мир, 1964, с. 42−56.
- Gschneidner К.А., Elliott В.О., McDonald B.B. Effect of alloying additions on the dt-J" transformation of Cerium. Part. I. J.Phys. Chem. Solids, 1962, 2^, p. 555−565*
- Gschneidner K.A., Elliott B.O., McDonald B.B. Effect of alloying additions on the transformation in Cerium. Part II. J.Phys. Chem. Solids, 1962, 2^, p. 1191−1199.
- Gschneidner K.A., Elliott B.O., McDonald B.B. Effect of alloying additions on the transformation of Cerium. Part III. J.Phys. Chem. Solids, 1962, 2^, p. 1201−1208.
- Bamirez В., Kiwi M. More on the electronic phase transition of
- Cew La^ alloys. Phys. Bev. B: Solid State, 1973, 2″ p. 4.74.5−4747.
- Bamirez В., Kiwi M. Electronic phase transitions in Ce «La1.х xalloys. Phys.Bev.Lett., 1972, 28, p. 344−346.
- Alascio В., Lopez A., Olmedo C.F. Electronic phase transitionin CeI-x Lax Alloys. Phys. Bev. B: Solid State, 1973″ 2″ p. 4745−4745.
- Alascio В., Lopez A., Olmedo C.F. Theory of the effect of impurities on the oC-j- transition in Cerium. Phys. Bev B: Solid State, 1973, 2″ P- 1274−1279.
- Прасолов Б.Н. Особенности проявления механизмов инфранизкочас-тотного внутреннего трения в сегнетоэлектриках на примере кристаллов группы КН, Р04, GdjMoOj} КН^сО^.
- Дисс. канд.шиз.мат.наук. Воронеж, Политехи, инс-т, 1979, 141 с.
- Кочарян А.П., Хомский Д. И. Влияние гибритизации на электронные переходы в соединениях РЗМ. Кр. сообщ. по физике, 1974, N5 8, с. 3−7.
- Юб. Bucher Е., Maines B.G. Semiconductor -metal transition in SmS -SmSe mixed crystall. Solid State Comm., 1972″ 11.» p.1441−1444.
- Пигузов Ю.В. Дисс.докт.шиз.мат.наук. Москва, 1968. ЕЮ. Ройтбурд А. Л. Современное состояние теории мартенеитных превращений. В кн. Несовершенство кристаллического строения и мар-тенситные превращения. М., Наука, 1972, с. 7−33.
- Кузьмшцев В.А. Исследование высокотемпературной пластичности нитевидных кристаллов меди в условиях кручения. Дисс.канд.шиз. мат.наук. Воронеж, Политехи, инст., 1974, 139 с.
- Шаршаков И.М., Пушкин й.С. Внутренее трение при бездиффузионных фазовых превращениях. В кн. Аналитические возможности метода внутреннего трения. М., Наука, 1973, с. 137−145.
- Делорме Дж., Гобин П. Ф. Неупругость и мартенситное превращение. В кн. Аналитические возможности метода внутреннего трения.
- М., Наука, 1973, с. 145−158.
- Klein M.J. Internal friction near the neel temperature of Chromium. Phil.Mag., 1964, 10, p.1−8.
- Варлимонт X., Дилей JI. Мартенситные превращения в сплавах на основе меди, серебра и золота. М., Наука, 206 с.
- Гражданкина Н.П. Магнитные фазовые переходы I рода. УФН, 1968, 96, с. 291−325.
- Уманский Я.С., Скаков К).А. Общие закономерности фазовых превращений в твердом состоянии. В кн. Физика металлов. М., Атомиздат, 1978, с. 179−221.
- Ройтбурд А.Л. Особенности развития фазовых превращений в кристаллах. В кн. Проблемы современной кристаллографии. Ы., Наука, 1975, с. 345−369.
- Хомский Д.И. Проблема промежуточной валентности. УФН, 1979, 129, с. 443−485.
- Koskenmaki D.C., Gschneidner К.A. Cerium. Handb. Phys. and Chem. Bare Earths, vol.1. Amsterdam, 1978, p.337−377″
- Постников B.C. Шаршаков M.M., Комаров В. Г. Упругие свойства монокристаллов Cu-AE-NL . ФиЗХОМ, 1972, Ш I, с. 98−102.
- Белко В.Н., Даринский Б. М., Постников B.C. Внутреннее трение при бездиффузионных фазовых превращениях в сплавах Co~Nl
- ФММ, 1969, 27, с. 141−147.
- Lightstone J.B. Hysteresis in martensitic transformations. Acta Met., 1967, 1?, p.25−28.
- Белов К.П. Редкоземельные магнетики и их применение. М., Наука, 1980, 240 с.
- Coqblin В., Blandin A. Stabilite des moments magnetifues localises dans les metaux. Advances Phys., 1968, p. 281−366.
- Johansson В. The transition in cerium is a Mott transition. Phil.Mag., 1974, ?0, p. 469−482.
- Петренко H.С., Попов В.H., Хоткевич В. И. Дилатометрическое и рентгенографическое изучение фазовых переходов в РЗМ. Труды ыежд.конф.по магнетизму МКМ-73, т.5, М., Наука, 1974, с.67−72.
- Коршунов А.Н., Федоров В. М., Шаршаков И. М., Грохотов В.Т.
- Влияние примесей РЗМ на электронное превращение в церии. ФММ, 1981, т. 51, № 5, с. II04-II05.