Исследование магнитной фазовой диаграммы магнитотвердых материалов в системе RFeB (промежуточный, этап 1)

Объект исследования: магнитотвёрдые порошки и сплавы интерметаллидов RFeB, где R – редкоземельный элемент (R = Nd, Gd, Dy, Ho) Цель работы: синтез образцов редкоземельных интерметаллидов типа RFeB, а также разработка и развитие теоретических моделей для описания их магнитной фазовой диаграммы и магнитных свойств, в том числе особенностей намагничивания в сильных и сверхсильных магнитных полях. Для достижения целей НИР использован комплексный методологический подход, сочетающий достоинства экспериментальных возможностей коллектива исполнителей, а также методов теоретического анализа и численного моделирования. Исследуемые образцы синтезируются методами индукционной и дуговой плавки в дуговой печи с нерасходуемым вольфрамовым электродом на медном водоохлаждаемом поду специальной конструкции в атмосфере очищенного аргона на основе прекурсора Fe14B. Все образцы аттестуются методами рентгеновской дифрактометрии и атомно-силовой микроскопии с целью контроля структурно-фазового состояния. Теоретическая модель строится на основе анализа оператора Гамильтона кристаллического поля в разложении по сферическим гармоникам; вычисляются уровни энергии и волновые функции редкоземельного иона и рассматривается их возмущение внешним и обменным магнитными полями. Полученные волновые функции позволяют вычислить поведение вектора намагниченности в зависимости от величины магнитного поля и температуры в широком диапазоне (вплоть до 300 Тл и до комнатных температур). К основным результатам НИР следует отнести создание и развитие новых комплексных теоретических и аналитических моделей процесса полного намагничивания редкоземельных интерметаллидов в сильных и сверхсильных магнитных полях и количественный расчёт фазовой диаграммы этих материалов, с оценкой величин критических полей магнитных фазовых переходов. Внедрение результатов НИР может послужить для оценки применимости и эффективности различных численных алгоритмов расчета температурных и полевых и других характеристик редкоземельных интерметаллидов в системе RFeB, а также других редкоземельных материалов в широком диапазоне магнитных полей и температур. Возможная область применения результатов НИР – разработка новых эффективных постоянных магнитов и вообще новых редкоземельных материалов с заданными свойствами, перспективными для различных практических приложений.