Math-Net.Ru
Общероссийский математический портал
А. Т. Бурков, М. В. Ведерников, Т. В. Никифо- рова, Н. Н. Рытус, Влияние степени чистоты на высокотемпературные фазовые превращения в са- марии, Физика твердого тела, 1983, том 25, вы- пуск 2, 570–572
Использование Общероссийского математического портала Math- Net.Ru подразумевает, что вы прочитали и согласны с пользователь- ским соглашением
http://www.mathnet.ru/rus/agreement Параметры загрузки:
IP: 139.59.245.186
5 ноября 2022 г., 22:18:56
лизации, протекающих без перераспределения компонент. Закалка кри
сталлического аналога величину га также оставила неизменной.
Измерения были проведены и на пленках аморфных сплавов Со9 0Р1 ( | и С о8 8Р1 2. Увеличение концентрации фосфора в аморфном Со—Р-сплаве приводит к уменьшению радиуса корреляций обменных флуктуации га (20 и 16 А соответственно), однако температурные зависимости 72 (Т) и r"a (Т) для этих сплавов аналогичны кривым, приведенным на рис. 2.
Таким образом, флуктуации обмена определяются флуктуациями плот
ности ферромагнитного вещества, обусловленными неоднородным распо
ложением фосфора в матрице переходного металла.
Авторы благодарят В. А. Игнатченко за полезные обсуждения, Л . А. Чеканову за изготовление образцов.
Л и т е р а т у р а
[1] В. А. И г н а т ч е н к о , Р. С. И с х а к о в, ЖЭТФ, 72, 1005, 1977; 74, 4386, 1978.
[2] В. А. И г н а т ч е н к о , Р. С. И с х а к о в, Л . А. Ч е к а н о в а , Н. С. Ч и с т я к о в . ЖЭТФ, 75, 653, 1978.
[3] Л. А. Ч е к а н о в а, Р. С. И с х а к о в, Г. И. Ф и ш , Р. Г. X л е G о- п р о с, Н. С. Ч и с т я к о в , Е . Н. А г а р т а н о в а . ФММ, 41, 536, 1976.
[4] Л. А. Ч е к а н о в а, Р. С. И с х а к о в, Р. Г. Х л е б о п р о с , Н. С . Ч и с т я к о в , Г. И. Ф н ш . ФТТ, 20, 3501, 1978.
[5] Г. И. Ф и ш , Р. С И с х а к о в, В. К. М а л ь ц е в , Л . А. Ч е к а н о в а, Р. Г. Х л е б о п р о с , Н. С. Ч и с т я к о в . Тезисы 14-й Всесоюзной кон
ференции но ФМЯ, с. 58. Харьков, 1979.
Институт физики Поступило в Редакцию им. Л . В. Киренского СО А Н СССР . 28 июля 1982 г.
Красноярск
Физика твердого тела, том 25, е . 29 1983 Solid State JPhysics, vol, 25, J6 29 1983
ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ ЧИСТОТЫ НА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В САМАРИИ
А. Т. Бурков, М. В. Ведерников, Т. В. Никифорова, Н. Н. Рытус Вопрос о числе и природе фазовых превращений в самарии интенсивно обсуждался в литературе (см., например, I1"8]). Твердо установленными температурами фазовых превращений являются 12, 106 и 1190 К . Первые два имеют магнитную природу; при температуре 1190 К происходит струк
турное фазовое превращение, причем известно, что при комнатной темпе
ратуре самарий имеет ромбоэдрическую структуру, а выше 1190 К — ку
бическую объемно-центрированную [9] . С другой стороны, на ряде свойств самария при высоких температурах в интервале от 500 до 1000 К наблю
дались аномалии, которые не удалось однозначно связать с известными фазовыми превращениями. В [2] впервые были обнаружены аномалии на температурных зависимостях термоэдс и электросопротивления вблизи 800 К . Затем в работе [8] были проведены измерения магнитной воспри
имчивости и теплопроводности самария двух разных степеней чистоты, и на кривых температурной зависимости обоих свойств обнаружены анома
лии типа «размазанного скачка». При этом для магнитной восприимчивости наблюдались 2 особенности: для более чистого самария —при 700 и 920 К, а для более грязного — при 700 и 820 К . На теплопроводности проявля-
570
лась лишь более высокотемпературная аномалия, но вблизи 500 К было отмечено изменение наклона кривой температурной зависимости. В целом проведенные до сих пор исследования не позволяют сказать, существуют ли в самарии между 500 и 1000 К два или одно фазовое превращение, при
сущи ли они вполне чистому самарию, как влияет степень чистоты металла на температуру превращения.
Для прояснения имеющихся вопросов мы провели подробное исследо
вание термоэдс и электросопротивления самария двух разных степеней яистоты от 300 до 1300 К . От предыдущих это исследование отличалось
I 1—L i I ! U I I i i 1
0 200 400 600 800 1000 1200 Т,К
Термоэдс {1—3) и электросопротивление (4) самария в зависимости от температуры.
1,4— S m0 C4 > 2 — Sm-1, 3 — Sm-2.
двумя особенностями. Во-первых, был исследован самарий недоступной ранее чистоты. Этот S mo c 4 характеризовался отношением сопротивлений при 293 и 4.2 К Д Д Д = 1 5 0 . Д л я менее чистого Sm-1 RRR равнялось 15.
Во-вторых, измерения проведены при помощи оригинальной полностью автоматизированной методики [1 0] . Благодаря использованию настольной ЭВМ цикл измерения при заданной температуре и обработки его резуль
татов занимает менее 1 секунды. Это позволило вести измерения на по
стоянном токе не в стационарном, а в динамическом режиме (при непрерыв
ном изменении температуры), существенно' сократив время пребывания образца при высоких температурах. Д л я такого сильно испаряющегося и окисляющегося металла как самарий это привело к значительному повы
шению верхнего температурного предела измерений и повышению их ка
чества (получено большое количество экспериментальных точек вплоть до самых высоких температур). Все особенности температурных зависи
мостей термоэдс и сопротивления фиксируются надежно. Измерения про
водились в вакууме (—10~5 тор) или в атмосфере очищенного гелия. Было изготовлено по несколько образцов S mo c 4 и Sm-1, каждый из которых ис
следовался в ходе нескольких циклов нагрев—охлаждение. Воспроизводи
мость измерений во всех случаях была хорошей. В качестве результатов
571
измерений на рисунке показаны кривые, полученные при первом нагре
вании образцов. Там же помещена термоэдс для Sm-2, заимствованная из [2] , — это более грязный металл, чем Sm-1. Видимо, в настоя
щей работе впервые путем электрических измерений четко зафиксировав переход самария в высокотемпературную ОЦК модификацию при 7Т 1=
=1190 К . Изменение обоих свойств при Тг типично для структурных превращений — скачком. В интересующем нас температурном интервале- ниже Тг на всех трех температурных зависимостях термоэдс имеется только одна отчетливо выраженная особенность в виде «размазанного скачка» при температурах: Г2= 7 8 0 К для Sm-2, Г3= 8 8 0 К, для Sm-1 и Г4= 9 4 0 К для S mo c 4. За исключением различия этих температур, кривые термоэдс очень сходны. Для S mo c 4 при Г4= 9 4 0 К скачку термоэдс соответствует из
менение наклона температурной зависимости сопротивления. Других осо
бенностей между 500 и 1300 К сопротивление и термоэдс наиболее чистого самария не имеют. Учитывая большую чувствительность электрических свойств к любым превращениям в твердом теле, следует заключить, что в чистом самарии в интервале температур 500—1000 К существует только одна аномалия свойств, и ее температура существенно зависит от чистоты, достигая 940 К в очень чистом металле. Относительно причин этой анома
лии можно предположить, что она связана со структурным фазовым прев
ращением самария из ромбоэдрической в гексагональную модификацию.
В [9] указывается, что самарий имеет гексагональную структуру между 1007 и 1190 К . Если высокотемпературная гексагональная модификация действительно существует, то из наших данных (см. рисунок) следует, что переход в нее осуществляется при Т2, Т3 или Г4 в зависимости от чистоты металла. Гексагональная фаза присуща чистому самарию, ее существование не обусловлено загрязнением металла. Загрязнение, однако, расширяет область существования этой фазы в сторону низких температур. В отли
чие от этого особенности при 500—700 К, отмечавшиеся в некоторых из упо
мянутых выше работ, связаны с присутствием примесей, достаточно чи
стый самарий их не имеет. Этот результат представляет дополнительный интерес в связи с тем, что слабые особенности различных свойств отмеча
лись в этой же области температур у ряда других РЗМ (см.,например, t1 1] ) . Новые данные по самарию высокой степени чистоты позволяют предполо
жить, что все эти особенности вызваны присутствием небольших загряз
нений.
Л и т е р а т у р а
[1] P. G. M a r d o n , С. С. K o c h . Scripta Metallurgy 4, 477—483, 1970.
[2] М. В . В е д е р н и к о в . Письма ЖЭТФ, 15, 326, 1972.
[3] Н. P e r a k i s , F. K e r n . Compt. Rend. В, 275, 677, 1972.
[4] W . G. K o e h l e r , R. M. M o o n . Magnetic structures of samarium. Phys*
Rev. Lett., 29, 1469, 1972.
[5] В . M. П о л о в о в . ЖЭТФ, 65, 1557, 1973.
[6j В. E. З и н о в ь е в , П. В . Г е л ь д , А. Л . С о к о л о в . ФТТ, 16, 2745, 1974.
[7] Ю. Н. С м и р н о в , И. А. П р о х о р о в . ЖЭТФ, 67, 1017, 1974.
[8] М. В. В е д е р н и к о в , С. А. К и ж а е в, А. В . П е т р о в , Н . И. М о- р е в а. ФТТ, 17, 340, 1975.
[9] D . W. J o n e s , S. P. F a r r a n t , D . F o r t , R. G. J о r d a n. Conference ser., 37, 11, 1978.
[10] А. Т. Б у р к о в , M. В . В е д е р н и к о в . Автоматизация электрических и термоэлектрических измерений с использованием настольной ЭВМ. Метро
логия, № 4, 53, 1981.
[11] М. V. V е d e r n i к о v, V . G. D v u n i t k i n , N . I. M o r e v a. J. Phys.„
Golloque C5, suppl. au N 5, 40, C5—46, 1979.
Физико-технический институт Поступило в Редакцию»
им. А. Ф. Иоффе А Н СССР 3 августа 1982 г.
Ленинград
572
