МАГНЕТИЗМ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ И ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ НОВЫХ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ

Цели исследования − разработка магнитных материалов для устройств преобразования энергии, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками; установление механизмов формирования основного магнитного состояния и магнитных фазовых переходов в интерметаллических соединениях и сплавах на основе переходных металлов; определение взаимосвязи ближнего и дальнего порядка и функциональных свойств сплавов на основе железа; микромагнитное моделирование пиннинга и динамики магнитных структур в тонких магнитных пленках; оптимизация свойств магнитных нанопорошков для их применения в биосенсорике; развитие метода ЯМР-релаксометрии с использованием наночастиц для анализа движения флюида в пористой среде. В 2021 году получено прямое экспериментальное доказательство когерентного скачкообразного вращения магнитных моментов 3d- и 4f-подрешеток при индуцированном магнитным полем фазовом переходе в районе точки компенсации в соединениях RFe5Al7 (R = Tb, Dy, Ho, Tm). В нестехиометрических соединениях TbCo2Mnx в широком диапазоне температур обнаружена большая магнитострикция, до 40010-6 в магнитном поле 5 кЭ. Путем теплой прокатки листов сплава Fe-Ga получена текстура, которая приводит к повышению магнитострикции вдоль направления прокатки. Установлено, что в системе FexTiS2 с увеличением содержания Fe последовательно реализуются состояния спинового и кластерного стекла, антиферромагнитный порядок, кластерное стекло, ферримагнитное упорядочение. Обнаружены большие значения коэрцитивной силы FexTiS2 (до 50 кЭ при 2 K), что представляет интерес для разработки новых магнитотвердых материалов, не содержащих редкоземельных элементов. Для системы GdFe1-xTixSi установлен резкий рост температуры Кюри и межатомных расстояний при неизменной намагниченности насыщения по мере замещения железа титаном. Показано, что наилучшими магнитотвердыми свойствами обладают порошки нитрида Sm2Fe17N3, измельченные в 1%-растворе метилкапроата в толуоле. В результате оптимизации химического состава сплавов Sm-Co-Fe-Cu-Zr и режимов ступенчатых отжигов получены спеченные магниты с максимальным энергетическим произведением до 31 МГсЭ. Установлено, что добавка Dy в количестве 0.5 вес.% стабилизирует коэрцитивную силу постоянных магнитов Nd-Fe-B на уровне 14 кЭ. Выяснена причина ухудшения магнитомягких свойств сплава Файнмет по мере увеличения температуры нанокристаллизующего отжига в диапазоне от 520 до 620°C, заключающаяся в более высокой подвижности атомов кремния по сравнению с атомами железа при их диффузионном перемещении из аморфной фазы в нанокристаллы. Разработан метод удаления частиц TiO2, применяемых для фотокаталитической водоочистки, включающий добавление магнитных наночастиц с последующей магнитной фильтрацией. На базе магнитных наночастиц сконструированы магнитоуправляемые белковые мембраны, поддерживаемые в питательной среде при помощи магнитного поля для создания псевдотрехмерных гетерогенных культур клеток. Установлено, что добавление в воду малых концентраций магнитных наночастиц Fe@C приводит к увеличению зависимости скорости поперечной релаксации от скорости движения флюида, то есть повышается чувствительность ЯМР релаксометрии при определении проницаемости пористой среды. Результаты исследований изложены в 34 статьях, опубликованных в 2021 году.