Гейслеровы сплавы

Ферромагнетизм получается не только в сплавах ферромагнитных металлов, как железо, никель и кобальт, но и во многих сплавах марганца, который является соседом железа в периодической системе, и в меньшей мере в сплавах другого соседа железа - хрома.

Среди этих сплавов открытые в 1899 г. Ф. Гейслером сплавы железо-алюминий-марганец до последних лет особенно привлекали внимание исследователей. Вследствие малого насыщения, составляющего 5000 гаусс, т. е. около % насыщения железа, гейслеровы сплавы не имеют практического значения, однако их исследование очень способствует пониманию ферромагнитных явлений и их зависимости от строения.

Первые капитальные исследования медноалюминиевомарганцевых сплавов, проведенные главным образом в университете в Марбурге (1903-1914), показал, что на тройной диаграмме состояния область магнитных сплавов простирается в виде клина. Максимум намагничения получается всегда при 25 атомных, т. е. при простом стехиометрическом составе. Напротив, в системе медь - марганец ферромагнетизма не получается. Зависимость магнетизма от термической обработки оказалась весьма сложной. После закалки от температур выше 600° все сплавы немагнитны. Также удалось путем исследования различных температур отпуска различить здесь два строго отличных один от другого процесса. При приблизительно 100° наступает ферромагнетизм с узкбй%1етлей гистерезиса. Это указывает, что ферромагнетизм связан с появлением ряда твердых растворов между соединениями. При 250° получается дополнительное расширение петли гистерезиса, связанное с полимеризацией.

В последнее десятилетие благодаря данным полученным современными методами, это представление изменилось. Из большого количества работ, частью кажущихся противоречащими друг другу, во-первых, оказалось, что ферромагнетизм появляется только в области тройной р-фазы с кубической пространственноцентрированной структурой, поэтому истинное химическое соединение вопреки прежним взглядам не имеет места. О. Гейслер затем показал, что ферромагнетизм получается без перекристаллизации. Далее, путем рентгенографических исследований как магнитных, так и немагнитных сплавов было доказано, что составу всегда соответствует упорядоченная решетка.

Более новые работы О. Гейслера и других авторов дополнительно установили, что основная решетка соответствует сплавам состава. Эта решетка имеет двойную сверхструктуру, т. е. атомы марганца упорядоченно располагаются в уже упорядоченной решетке путем замены определенных атомов меди. При старении ферромагнетизм появляется, когда устанавливается совершенный порядок и каждая частичная решетка составляется из атомов только одного рода. Таким образом, ферромагнетизм связан с полным порядком, и всякая неупорядоченность, вызвана ли сна нагревом или отклонение от стехиометрического состава, снижает его.

Расширение петли гистерезиса при повышении температуры отпуска в настоящее время также объясняется кристаллографически. Здесь речь идет об гетерогенной реакции, связанной с внутрикристаллическими напряжениями, а именно с эвтектоидным распадом §-фазы при более высоких температурах. Особенно сильно воздействие этого процесса в аналогичных серебряноалюминневомарганцевых сплавах, где наблюдались коэрцитивные силы выше 5000 эрстед.