• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Ученые НИТУ «МИСиС» впервые в мире создали MAX-фазу с магнитными свойствами


Опытный образец MAX-фазы на основе ванадия и железа, полученный на кафедре функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» / ©Пресс-служба НИТУ «МИСиС» / Автор: Павел Сорокин

Инновационный состав обеспечит MAX-фазе дополнительные магнитные свойства. Полученный гибридный материал найдет применение в суперсовременных спинтронике и микроэлектронике.

MAX-фаза — это новый, предсказанный и экспериментально исследованный (с 2013 года) искусственный класс тугоплавких материалов. Они обладают необычным сочетанием химических, физических, электрических и механических свойств, особой слоистой структурой и уникальным сочетанием наиболее востребованных свойств металла и керамики. Их можно описать общей формулой Mn+1AXn, где М — переходный металл, А — элемент IIIA или IVA подгруппы периодической системы, Х — углерод или азот.

Специфический набор свойств этих материалов обусловлен уникальным атомно-слоистым строением их кристаллической решетки. MAX-фазы обладают удивительными свойствами, комбинирующими достоинства металлов и керамики: демонстрируют так называемую эластичную жесткость, устойчивость к химическому воздействию, тепловую и электрическую проводимость, низкий удельный вес, высокий модуль упругости, низкий коэффициент теплового расширения, высокую тепло- и жаростойкость.

Эти материалы относительно мягкие, и большинство из них легко поддаются обработке, при этом они устойчивы к термическому удару и повреждениям. Кроме того, некоторые представители МАХ-фаз устойчивы к так называемому усталостному разрушению и окислению. При комнатной температуре их можно сжимать до 1 ГПа, при этом они способны полностью восстанавливаться при снятии нагрузки, рассеивая примерно 25 % механической энергии — по принципу сжатия карточной колоды. При более высоких температурах для этих материалов типичен переход от хрупкого к пластическому поведению.


Порошковая фракция MAX-фазы на основе ванадия и железа, полученная на кафедре функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС» / ©Пресс-служба НИТУ «МИСиС»

Сфера исследований МАХ-фаз сейчас в стартовом состоянии, пока не существует полного понимания общих магнитных характеристик этих атомно-слоистых материалов. Однако известно, что магнитные свойства материалам сообщают поздние переходные металлы. Синтез МАХ-фаз с включением этих элементов — особенно сложная научно-экспериментальная задача, поскольку они не являются образующими для структуры данных материалов.

«Нашему коллективу удалось впервые в мире получить магнитную МАХ-фазу с железом, являющимся поздним d-элементом. Растворимость железа при этом составила 10%, до этого в литературе указывалась возможность растворения только 0,3-0,5%, что было в пределах погрешности эксперимента и не внушало доверия. Мы нашли параметры синтеза, которые позволяют получить достаточно стабильные магнитные МАХ-фазы», — рассказала руководитель проекта Анна Позняк, научный сотрудник кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ «МИСиС».

«Получение МАХ-фаз с включением в их структуру железа стало возможным благодаря многократным попыткам синтеза материала при различных температурно-временных параметрах плазменно-искровым спеканием, с одновременным изучением фазового состава, структуры и определением предела растворимости, детальным анализом результатов эксперимента и выявлением кинетики процессов спекания в сложных карбидных системах», — пояснила она.

Потенциальные области применения магнитных МАХ-фаз варьируются в настоящее время от магнитного охлаждения до новейших спинэлектронных приборов и устройств.

Свойства этих уникальных материалов позволяют создавать принципиально новые направления использования, например, в технологиях, включающих высокоэффективные двигатели, устойчивые к повреждениям тепловые системы, повышающие усталостную стойкость и удержание жесткости при высоких температурах. Они могут использоваться для производства особо жестких и термостойких огнеупоров, высокотемпературных нагревательных элементов (спирали печей), покрытий для электрических контактов, устройств и механизмов ядерной промышленности, устойчивых к жесткой радиации.


Source: https://lib.zaplata.ru/nauka/ychenye-nity-misis-vpervye-v-mire-sozdali-max-fazy-s-magnitnymi-svoistvami.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Новый материал восстанавливается за счет углерода в воздухе

©Wikipedia / Автор: Sycophanta Duccius Материал, разработанный химиками из Массачусетского технологического института, может вступать в реакцию с углекислым...

Бумажная замена пластиковых трубочек для питья оказалась вредной для здоровья и неэкологичной

© CC0 Public Domain / Автор: Андрей Чернов Команда экологов и биологов из Антверпенского университета (Бельгия) проверила питьевые...

Броня из белка: химики получили новый материал, способный остановить сверхзвуковой удар

Сверхзвуковой удар остановить непросто, но новый материал справился с этой задачей / © kent.ac.uk / Автор: Артем Фомин...

Химики раскрыли еще один секрет скрипок Страдивари

Страдивари на гравюре XIX века / ©Wikimedia Commons / Автор: Lampronia Auxilius Антонио Страдивари из Кремоны считается непревзойденным...

Ученые разгадали загадку кристаллической структуры калаверита и предсказали новое соединение золота

Редкий минерал калаверит / ©Википедия / Автор: Артем Фомин Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале PNAS. Калаверит —...

Астробиологи выяснили, возможно ли существование жизни в облаках Венеры  

Обработанный снимок Венеры в условном цвете (включает данные инфракрасного и ультрафиолетового спектров) / © Wikimedia Commons / Автор:...

Ученые синтезировали материал — почти такой же твердый, как алмаз

Изображение одной из алмазных наковален, полученное с помощью оптического микроскопа; один из образцов нитрида углерода C3N4 вмял поверхность...

Ученые достигли прорыва в производстве водородного топлива

©Wikipedia / Автор: Caristania Fabricius Исследователи из Университета имени Бен-Гуриона и Техниона — Израильского технологического института — открыли...

Экосредства для уборки оказались хуже обычных в плане выделений химикатов в воздух

© Getty Images / Автор: Александр Литвинов В последние годы все большую популярность набирает бытовая химия с экологической...

Открыто «невозможное» соединение плутония

Стабильное соединение плутония / Автор: Александр Литвинов Многие ученые работают над предсказанием того, что произойдет с ядерными отходами...

Ученые подошли к разгадке причин головной боли от красного вина

© Rostislav_Sedlacek, Pinterest / Автор: Екатерина Лебедева Красное вино богато полифенолами, особенно флавоноидами — природными веществами, которые придают...

Химики создали батарею на основе главного белка человеческой крови

Команда химиков из Национального университета Кордовы, которая создала батарею / © University of Cordoba / Автор: Павел Сорокин...

Нобелевскую премию по химии — 2021 получили ученые из Германии и США

Лист и Макмиллан / © Reuters / Автор: Milonia Larcius Нобелевский комитет Королевской академии наук в Стокгольме сообщил,...

Сибирские ученые создадут высокоэкологичные сорбенты

Сибирские ученые создадут высокоэкологичные сорбенты / Автор: Павел Сорокин Выделять гуматы (соли гуминовых кислот, основа гумуса — органического...

Метаанализ впервые подтвердил связь между содержанием лития в питьевой воде и суицидами

Что дает нам питьевая вода? / Unsplash / Автор: Владимир Богданов Литий — не только важный компонент аккумуляторных...

Ученые собрали искусственную мышцу из природных белков

©Orion Pictures / Автор: Plinia Abito Ученые из Фрайбургского университета в Германии создали искусственную мышцу из эластина —...

Криминалисты научились определять отпечатки пальцев, оставленные на бумаге до и после печати

©Loughborough University / Автор: Ирина Мельникова Если отпечатки пальцев подозреваемого обнаружили на важном для дела документе, ловкий преступник...

В средствах женской гигиены нашли вредные вещества

В средствах женской гигиены нашли вредные вещества / ©Getty images / Автор: Дмитрий Жуков Летучие органические соединения (ЛОС)...

Ученые раскрыли решающий фактор для пользы зеленого чая

© PxHere / Автор: Павел Сорокин Традиция чаепития насчитывает несколько тысячелетий. Открытый примерно в 2700 году до нашей...

В Google провели первую квантовую симуляцию химической реакции

Процессор Sycamore, при помощи которого проводились вычисления / Erik Lucero / Автор: Дмитрий Жуков Команда инженеров из Google...