Ferromagnetism of Iron-copper Nanocomposites

Abstract

У роботі розглянуті і реалізовані магнітні характеристики тонких плівок у масивних зразках. Багатошарові нанокомпозиційні матеріали з порошків заліза і міді та порошків заліза з багатошаровими вуглецевими нанотрубками одержували двома способами. Перший спосіб полягає в тому, що суміш гетерогенних металевих порошків розміром 4-100 мкм піддають прокатці, спіканню та пресуванню з загальним обтисненням 99 %. У другому способі суміші порошків попередньо обробляють в планетарному млині перед спіканням. Показано, що мікроструктура одержаних зразків, як правило, шарувата. При цьому товщину шарів за рахунок деформації, зокрема, прокатки, можна зменшувати до нанорозмірів. Властивості таких масивних матеріалів, незважаючи на можливі розриви суцільності шарів при прокатці до нанорозмірних товщин і їх фрагментації на нанолусочки, притаманні в своїй більшості властивостям тонких плівок. Встановлено взаємозв’язок між мікроструктурою, яка визначається способом обробки суміші порошків, товщиною шарів або лусочок і коерцитивною силою одержаних матеріалів. Визначені оптимальні параметри обробки для реалізації практично привабливих магнітних характеристик таких матеріалів.

The magnetic characteristics of thin films in massive samples are considered and realized in present paper. Multilayer nanocomposite materials from both iron and copper powders, and iron powders with multilayer carbon nanotubes were obtained in two ways. The first method is that a mixture of heterogeneous metal powders with the size of 4-100 microns was rolled, sintered and compressed with a total 99% reduction. In a second method, the powders mixtures were previously treated in a planetary mill before sintering. It is shown that the microstructure of the samples obtained is, as a rule, layered. Due to deformation, in particular, rolling, the thickness of the layers can be reduced to nanoscale. The properties of such massive materials, despite the possible heterogeneity of the continuity of the layers during rolling to nanoscale thicknesses and their fragmentation into nanoflakes, are similar in most to the properties of thin films. The relation between the microstructure, which is determined by the method of processing the powders mixture, the thickness of the layers/scales and the coercive force of the obtained materials, is established. The optimal processing parameters are determined for the realization of practically attractive magnetic characteristics of such materials.