Влияние сильного магнитного поля на фазовые и структурные превращения в ферромагнитных сплавах

Получена: 03 июля 2017; Исправлена: 21 августа 2017; Принята: 28 сентября 2017
Цитирование: В.А. Милютин, И.В. Гервасьева. Влияние сильного магнитного поля на фазовые и структурные превращения в ферромагнитных сплавах. Письма о материалах. 2018. Т.8. №1. С.59-65
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-1-59-65

Аннотация

В работе представлен обзор актуальных исследований, посвященных влиянию сильного постоянного магнитного поля на фазовые и структурные превращения. На рисунке приведен фрагмент фазовой диаграммы Fe-C при наличии внешнего магнитного поля 10 или 18 Тл.Представлен обзор наиболее актуальных исследований, посвященных вопросу влияния сильного постоянного магнитного поля на структурные и фазовые превращения в различных ферромагнитных сплавах. Приводятся основные результаты экспериментов по одновременному воздействию повышенной температуры и магнитного поля с индукцией до 45 Тл на сплавы системы Fe-C, Fe-Co, Fe-Si, Mn-Bi, Fe-Ni, Ni-Co и некоторые другие. Основным эффектом, оказываемым сильным магнитным полем на фазовые превращения в указанных сплавах, является изменение температуры равновесия, которое достигает десятков градусов. Описаны современные представления о причине такого влияния, которая заключается в изменении термодинамических условий превращения во внешнем магнитном поле вследствие различия магнитных свойств исходной и формирующейся фаз. При теоретическом и экспериментальном определении величины смещения температуры фазового превращения в большинстве случаев наблюдается существенное расхождение. Обсуждаются возможные причины такого несоответствия. Помимо этого, приведен обзор результатов исследования влияния магнитного поля на структурные превращения, в частности процессы возврата и рекристаллизации в холоднокатаных ферромагнитных сплавах. Показано, что магнитное поле замедляет возврат, и, кроме того, способствует преимущественному формированию определенных текстурных компонент. На сегодняшний день в научной литературе нет единого мнения относительно природы наблюдаемых эффектов. В настоящей работе приводится критический анализ предложенных разными авторами подходов к интерпретации экспериментальных результатов. Описывается современное состояние проблемы, в заключении обозначены перспективы дальнейших исследований термоактивируемых процессов в условиях приложения сильного постоянного магнитного поля.

Ссылки (47)

1. I. Skorvánek, J. Marcin, M. Capik, M. Varga, J. Turcanová, J. Kovác, P. Svec, D. Janickovic, F. Kovác, V. Stoyka. Magnetohidrodynamics. 48, 371 - 377 (2012).
2. Patent RF № 2430975 / 28, 10.10.2011 (in Russian) [Патент РФ№ 2430975 / 28, 10.10.2011.
3. L. Neel, J. Phys. Radiat. 15, 225 (1954).
4. Kapitza, P. Transactions of the Oxford University Junior Scientific Club. 5, 129 - 133 (1931).
5. M. Yamaguchi, Y. Tanimoto. Magneto-Science: Magnetic Field Effects on Materials: Fundamental and Applications. Japan: Kodansha-Springer. (2006) 343 p.
6. U. Kolm, A. Freeman. Scientific American. 212, 66 (1965).
7. M. Enomoto. Materials Transactions. 46, 1088 - 1092 (2005).
8. Y. Zhang, C. Esling, X. Zhao, L. Zuo. Materials Science Forum. 638 - 642, 202 - 207 (2010). Crossref
9. E. A. Fokina, L. V. Smirnov, V. D. Sadovskiy. Fizika metallov I metallovedenie. 19, 592 - 595 (1965) (in Russian) [Е. А. Фокина, Л. В. Смирнов, В. Д. Садовский. ФММ. 19, 592 - 595 (1965)].
10. T. Kakeshita, K. Shimizu. The Japan Institute of Metals. 11, 230 - 235 (1986).
11. V. D. Sadovskiy, L. V. Smirnov, E. A. Fokina, P. A. Malinen, I. P Sorokin. Fizika metallov I metallovedenie. 24, 918 - 939 (1967) (in Russian) [В. Д. Садовский, Л. В. Смирнов, Е. А. Фокина, П. А. Малинен, И. П. Сорокин. ФММ. 24, . 918 - 939 (1967)].
12. I. Ya. Georgieva, O. P. Maksimova, P. A. Malinen, L. A. Melnikov, V. D. Sadovskiy. Fizika metallov I metallovedenie. 35, 363 - 369 (1973) (in Russian) [И. Я. Георгиева, О. П, Максимова, П. А. Малинен, Л. А. Мельников, В. Д. Садовский. ФММ. 35, 363 - 369 (1973)].
13. A. A. Leontyev, V. M. Schastlivtsev, L. N. Romashev. Fizika metallov I metallovedenie. 62, 138 - 144. (1986) (in Russian) [А. А. Леонтьев, В. М. Счастливцев, Л. Н. Ромашев. ФММ. 62, 138 - 144. (1986)].
14. V. D. Sadovskiy N. M. Rodigin, L. V. Smirnov, G. M. Filonchik, G. Fakidov. Fizika metallov I metallovedenie. 12, 302 - 304 (1961) (in Russian) [В. Д. Садовский, Н. М. Родигин, Л. В. Смирнов, Г. М. Филончик, Г. Факидов. ФММ. 12, 302 - 304 (1961)].
15. M. A. Krivoglaz, V. D. Sadovskiy. Fizika metallov I metallovedenie. 18, 502 - 505 (1964) (in Russian) [М. А. Кривоглаз, В. Д. Садовский. ФММ. 18, 502 - 505 (1964)].
16. V. M. Schastlivtsev, D. A. Mirzaev, Yu. V. Kaletina, E. A. Fokina. Physics of the solid state. 58, 336 - 345 (2016).
17. A. Z. Menshikov. Fizika metallov I metallovedenie. 28, 1012 - 1017 (1993) (in Russian) [А. З. Меньшиков. ФММ. 28, 1012 - 1017 (1993)].
18. V. M. Schastlivtsev, Yu. V. Kaletina, E. A. Fokina, D. A. Mirzaev. Metal Science and Heat Treatment. 58, 247 - 253 (2016). Crossref
19. V. M. Schastlivtsev, Yu. V. Kaletina, E. A. Fokina. Martensitic transformation under magnetic field. Ekaterinburg, UB RAS. (2007) 322 p. (in Russian) [В. М. Счастливцев, Ю. В. Калетина, Е. А. Фокина. Мартенситное превращение в магнитном поле. Екатеринбург, УрО РАН. 2007. 322 с.].
20. H. D. Joo, S. U. Kim, N. S. Shin, Y. M. Koo. Materials Letters.43, 225 - 229 (2000).
21. J-K. Choi, H. Ohtsuka, Y. Xu and W-Y. Choo. Scripta Mater. 43, 221 - 226 (2000).
22. H. Ohtsuka. Materials Transactions. 48, 2851 - 2854 (2007).
23. X. J. Hao, H. Ohtsuka. ISIJ International. 46, 1271 - 1273 (2006).
24. Y. Mitsui, Y. Ikehara, K. Takahashi, S. Kimura, G. Miyamoto, T. Furuhara, K. Watanabe, K. Koyama // Journal of Alloys and Compounds. 632, 251 - 255 (2015). Crossref
25. T. Fukuda, M. Yuge, J. Lee, T. Terai, T. Kakeshita. ISIJ International. 46, 1267 - 1270 (2006).
26. M. C. Gao, T. A. Bennett, A. D. Rollet, D. E. Laughlin. J. Phys. D: Appl. Phys. 39, 2890 - 2896 (2006). Crossref
27. H. Ohtsuka. Sci. Technol. Adv. Mater. 9, 013004 - 1 - 013004 - 7 (2008). Crossref
28. T Garcin, S Rivoirard, E Beaugnon. J. Phys. D: Appl. Phys. 44, 015001 (2011). Crossref
29. Y. Mitsui, Y. Ikehara, K. Watanbe. Journal of the Korean Physical Society. 62, 1769 - 1772 (2013).
30. Y. Mitsui1, K. Koyama, K. Watanabe. Materials Transactions. 54, 242 - 245 (2013).
31. S. Nakamichi, S. Tsurekawa, Y. Morizono, T. Watanabe, M. Nishida, A. Chiba. J. Mater.Sci. 40, 3191 - 3198 (2005).
32. R. Smolukowski, R. W. Turner. J. Appl.Phys. 20, 745 - 747 (1949).
33. H. O. Martikeinen, V. K. Lindroos. Scandivian J. Metallurgy. 10, 3 - 8. (1981).
34. M. Z. Salih, M. Uhlarz, F. Pyczak, H.-G. Brokmeier, B. Weidenfeller, N. Al-hamdany, W. M. Gan, Z. Y. Zhong, N. Schell. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 381, 350 - 359 (2015). Crossref
35. N. Masahashi, M. Matsuo, K. Watanabe. J. Mater. Res. 13, 457 - 461 (1998).
36. B. Sawyer, A. Smoluchowski. J. Appl.Phys. 28, 1069 - 1070 (1957).
37. C. M. B. Bacaltchuk, G. A. Castello-Branco, H. Garmestani. Materials Science Forum. 495 - 497, 1165 - 1170 (2005).
38. C. M. B. Bacaltchuk, G. A. Castello-Branco, H. Garmestani. Ceramic Transactions. 200, 405 - 411 (2009).
39. G. A. Castello-Branco, J. N. Muller, C. M. B. Bacaltchuk. Materials Science Forum.758.113 - 117 (2013). Crossref
40. T. A. Bennett, R. A. Jaramillo, D. E. Laughlin, J. B. Wilgen, R. Kisner, G. Mackiewicz-Ludtka, G. M. Ludtka, P. N. Kalu, A. D. Rollett. Solid State Phenomena. 105, 151 - 156 (2005). Crossref
41. I. V. Gervasyeva, E. Beaugnon, V. A. Milyutin, E. G. Volkova, D. P. Rodionov, Y. V. Khlebnikova, D. A. Shishkin. Physica B. 468 - 469, 66 - 71 (2015). Crossref
42. I. V. Gervas’eva V. A. Milyutin, E. Beaugnon, E. G. Volkova, D. A. Shishkin. Physics of metals and metallography. 116, 162 - 169 (2015) (in Russian) [И. В. Гервасьева, В. А. Милютин, Э. Бинон, Е. Г. Волкова, Д. А. Шишкин. ФММ. 116, 171 - 178]. Crossref
43. I. V. Gervas’eva V. A. Milyutin, E. Beaugnon, V. A. Kazantsev, Y. V. Khlebnikova, D. P. Rodionov. Technical physics. 61, 1668 - 1673 (2016) (in Russian) [И. В. Гервасьева, В. А. Милютин, Э. Бинон, В. А. Казанцев, Ю. В. Хлебникова, Д. П. Родионов. Журнал технической физики. 86, 64 - 69 (2016)]. Crossref
44. X. J. Liu, Y. Lu, Y. M. Fang, C. P. Wang. CALPHAD. 35, 66 - 71 (2011). Crossref
45. T. V. Efimova, V. V. Polotnyuk. UkrainePhys.J. 26, 1149 - 1152 (1981) (in Russian) [Т. В. Ефимова, В.В.Полотнюк. Украинский физический журнал. 26, 1149-1152 (1981)].
46. F. Vicena. Czech. J. Phys. 5, 480-501(1955).
47. A. Seeger, H. Kronmuller, H. Rieger R. Traubler. J.Appl. Phys. 35, 740-748 (1964).

Цитирования (1)

1.
David E. Laughlin. Metall and Mat Trans A. 50(6), 2555 (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему