MAGNITNYE I TERMOELEKTRIChESKIE SVOYSTVA SPLAVOV NA OSNOVE SISTEMY Fe–Al–Mn, POLUChENNYKh METODOM SAMORASPROSTRANYaYuShchEGOSYa VYSOKOTEMPERATURNOGO SINTEZA

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

В настоящей работе впервые реализован самораспространяющийся высокотемпературный синтез термоэлектрических сплавов на основе тройной системы Fe–Al–Mn. Проведено детальное исследование влияния состава сплавов Fe–Al–Mn на их микроструктуру, электросопротивление и коэффициент Зеебека в широком температурном диапазоне 300–1000 K. Установлено, что значение коэффициента Зеебека синтезированных сплавов возрастает с увеличением содержания железа, достигая максимального значения 15.47 мкВ/К при температуре 657 K. Для сплавов, полученных из смесей 40Fe–5MnAl, 32Fe–2.5MnAl и 25Fe–50MnAl (ат. %), максимальные значения электросопротивления наблюдаются при температуре T = 900 K и составляют 14.5, 20.7 и 39.3 мкОм м соответственно. Магнитные измерения синтезированных сплавов показали их ферромагнитное поведение. Сплав состава 40Fe–5MnAl демонстрирует максимальные значения остаточной намагниченности 0.24 A м2/кг и коэрцитивной силы 3.393 кА/м.

Әдебиет тізімі

  1. Leyens C., Peters M. Titanium and Titanium Alloys: Fundamentals and Applications. Weinheim: Verlag GmbH & Co. KGaA, 2003.
  2. Kang C., Wang H., Bahk J., Kim H., Kim W. Thermoelectric Materials and Devices // Hierarchical Nanostructures for Energy Devices. RSC Nanoscience & Nanotechnology. 2015. № 35. P. 107.
  3. Ганиев И.Н., Шоназаров Р.С., Элмурод А., Файзуллоев У.Н. Теплоемкость и термодинамические функции алюминиевого сплава AlCu4.5Mg1, легированного барием // ТВТ. 2023. Т. 6. № 5. С. 673.
  4. Клындюк А.И., Хорт А.А. Теплофизические свойства твердых растворов мультиферроиков Bi1–xNdxFe1–xMnxO3 (x = 0.03, 0.09) при высоких температурах // ТВТ. 2019. Т. 57. № 2. С. 207.
  5. Jain V.K., Yadav M.K., Siddiquee A.N., Khan Z.A., Sharma Ch. Synthesis of Fe–Al Intermetallic by Mechanical Alloying Process // J. Inst. Eng. India Ser. D. 2022. V. 103. № 2. P. 621.
  6. Dash Sh., Lukoyanov A.V., Nancy, Mishra D., Mohammed Rasi U.P., Gangineni R.B., Vasundhara M., Patra A.K. Structural Stability and Magnetic Properties of Mn2FeAl Alloy with a β-Mn Structure // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 513. P. 167205.
  7. Jum’h I., Sâad essaoud S., Baaziz H., Charifi Z., Telfah A. Electronic and Magnetic Structure and Elastic and Thermal Properties of Mn2-based Full Heusler Alloys // J. Supercond. Novel Magn. 2019. V. 32. № 12. P. 3915.
  8. Martin J., Tritt T., Uher C. High Temperature Seebeck Coefficient Metrology // J. Appl. Phys. 2010. V. 108. P. 121101.
  9. Ben Abdellah A., Grosdidier B., Osman S.M., Mujibur Rahman S.M., Mayoufi M., Ataati J., Gasser J.G. Spin-state Dependence of Electrical Resistivity and Thermoelectric Power of Molten Al–Mn Alloys: Experiment and Theory // J. Alloys Compd. 2016. V. 658. № 15. P. 1010.
  10. Li H., Hayashi K., Nagashima Y., Yoshioka S., Dong J., Li J-F., Miyazaki Y. Effects of Disorder on the Electronic Structure and Thermoelectric Properties of an Inverse Full–Heusler Mn2CoAl // Alloy. Chem. Mater. 2021. V. 33. P. 2543.
  11. Loginova I., Marjolaine Sazerat, Popov N., Pozdniakov A., Solonin A. Features of Structure Formation in an Al–Fe–Mn Alloy upon Crystallization with Various Cooling Rates // Russ. J. Non-ferrous Metals. 2021. V. 62. № 1. P. 72.
  12. Zhua X., Blakeb P., Jia S. The Formation Mechanism of Metastable Al6(Fe, Mn) Phase in Die-cast Al–Mg Alloys // Cryst. Eng. Comm. 2018. V. 20. P. 3839.
  13. Marchenkov V.V., Irkhin V.Yu., Semiannikova A.A., Korenistov P.S., Marchenkova E.B. The Electrical Resistivity, Magnetic, and Galvanomagnetic Properties of a Cast and Rapid Melt Quenched Mn3Al Heusler Alloy // Phys. Metals Metallogr. 2023. V. 124. № 4. P. 321.
  14. Рогачев А.С., Мукасьян А.С. Горение для синтеза материалов: введение в структурную макрокинетику. М.: Физматлит, 2012.
  15. Сивакова А.О., Лазарев П.А., Боярченко О.Д., Сычев А.Е., Сычев Г.А. Особенности формирования g-фазы Al9Mn3Si в условиях высокотемпературного синтеза в системе Al–Mn–Si: горение, структуро- и фазообразование // ФГВ. 2025. Т. 61. № 1. С. 36.
  16. Sivakova A.O., Karpov A.V., Busurina M.L., Lazarev P.A., Sytschev G.A., Morozov Yu.G., Sytschev A.E. Self-propagating High-temperature Synthesis of Cu– Mn–Al Alloys: Thermoelectric and Magnetic Properties // Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 2024. V. 33. P. 237.
  17. Ran Q. Al–Fe–Mn Ternary Phase Diagram Evaluation, Partial Isothermal Section at 1000°C / Ed. G. Effenberg. Stuttgart: Materials Science International Services GmbH, Springer Materials, 1992. https://materials.springer.com/msi/phase-diagram/docs/sm_msi_r_10_010204_01_full_LnkDia4
  18. Program for Thermodynamics Equilibrium Calculations “THERMO”. https://ism.ac.ru/thermo/
  19. Карпов А.В., Морозов Ю.Г., Бунин В.А., Боровинская И.П. Влияние оксида иттрия на электропроводность нитридной СВС-керамики // Неорган. матер. 2002. Т. 38. № 6. С. 762.
  20. Карпов А.В., Сычев А.Е., Сивакова А.О. Устройство для измерения коэффициента Зеебека термоэлектрических материалов в диапазоне температур 300–800 К // Измерит. техн. 2023. № 8. С. 67.
  21. Kubaschewski O. Iron – Binary Phase Diagrams. Berlin, Heidelberg: Springer, 1982.
  22. Voronina, E.V., Al’Saedi, A.K., Ivanova, A.G., Arzhnikov A.K., Dulov E.N. Structural and Phase Transformations Occurring During Preparation of Ordered Ternary Fe–Al–M Alloys (with M = Ga, B, V, and Mn) by Mechanical Alloying // Phys. Metals Metallogr. 2019. V. 120. № 12. P. 1213.
  23. Enayati M.H., Salehi M. Formation Mechanism of Fe3Al and FeAl Intermetallic Compounds During Mechanical Alloying // J. Mater. Sci. 2005. V. 40. P. 3933.
  24. Liu C., Fan C.Z. Crystal Structure of the λ-Al13Fe4-type Intermetallic (Al,Cu)13(Fe,Cu)4 // Inorganic Compounds IUCrDATA. 2018. V. 3. Pt. 3. x180363.
  25. Atomic Radius in the Periodic Table of Elements. National Library of Medicine. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/periodic-table/atomic-radius/
  26. Cao X., Kim C.-S., Yoo H.-I. Effect of Substitution of Manganese for Iron on the Structure and Electrical Properties of Yttrium Ferrite // J. Am. Ceram. Soc. 2004. V. 84. Iss. 6. P. 1265.
  27. Stanisław J., Krzysztof K., Zbigniew B. Kinetics of Reactions in FeAl Synthesis Studied by the DTA Technique and JMA Model // Intermetallics. 2010. V. 18. Iss. 7. P. 1332.
  28. Семкин С.В., Смагин В.П. Термодинамические функции и фрустрационные свойства магнетиков // Вестник ВГУЭС. 2021. № 3. С. 158.
  29. Hayashi K., Li H., Eguchi M., Nagashima Y., Miyazaki Y. Magnetic Full-Heusler Compounds for Thermoelectric Applications. In: Magnetic Materials and Magnetic Levitation / Eds. D.R. Sahu, V.N. Stavrou. IntechOpen, 2020. 202 p.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».