Повышение прочности ферромагнетиков за счет добавления немагнитных элементов

Это было настолько маловероятно, что они назвали это «нелогичным экспериментальным открытием» в своей опубликованной работе по исследованию.«Люди не слишком много говорят о скандии, когда говорят о магнетизме, потому что для этого не было особой причины», — сказал Ярослав Мудрик, младший научный сотрудник лаборатории Эймса. «Он редкий, дорогой и практически не обладает магнетизмом».

«Согласно общепринятому мнению, если вы возьмете соединение A и соединение B и объедините их вместе, чаще всего вы получите некоторую комбинацию свойств каждого из них. Однако в случае добавления скандия к гадолинию мы наблюдали резкую аномалию».Годы исследований свойств магнитокалорических материалов, относящиеся к открытию гигантского магнитокалорического эффекта в редкоземельных сплавах в 1997 году Виталием Печарским и покойным Карлом Гшнайднером-младшим, заложили основу для теории вычислений, чтобы начать "охоту" за скрытые свойства в магнитных редкоземельных соединениях, которые могут быть обнаружены путем введения небольших количеств других элементов, изменяющих электронную структуру известных материалов.«На основе расчетов мы спрогнозировали, что скандий может привести к чему-то действительно необычному: мы увидели неожиданно большой магнитный момент, развивающийся на его одиночном трехмерном электроне», — сказала научный сотрудник лаборатории Эймса Дурга Паудьял. «Именно гибридизация между гадолинием 5d и 3d-состояниями скандия является ключом, который усиливает магнетизм со скандием и переводит его в ферромагнитное состояние».

«Фундаментальные исследования требуют времени, чтобы принести плоды. Это показательный случай, когда 20 лет назад наша команда начала изучать так называемые соединения 5: 4», — сказал руководитель группы лаборатории Эймса и заслуженный профессор Университета штата Айова Виталий Печарский. «Только сейчас мы узнали достаточно об этих уникальных материалах, содержащих редкоземельные элементы, чтобы научиться не только удобно, но и точно предсказывать, как манипулировать их свойствами по желанию».Это открытие может сильно изменить способ рассмотрения и использования скандия и других «традиционно» немагнитных элементов в исследованиях и разработках магнитных материалов, и, возможно, создаст новые инструменты для контроля, управления и функционализации полезных магнитных редкоземельных соединений.

Исследование далее обсуждается в статье «Повышение магнитной функциональности с помощью скандия: ломка стереотипов в дизайне редкоземельных материалов», авторами которой являются Ярослав Мудрик, Дурга Паудьял, Цзин Лю и Виталий К. Печарский; и опубликовано в журнале Chemistry of Materials.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *