Фундаментальное материаловедение

Фазовый состав наноразмерных порошков системы FeCo
Попова А.Н. 1
аспирант, вед. инженер
ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»,
Кемеровский филиал института химии твердого тела и механохимии СО РАН,
Кемерово, Россия
E-mail: zaharov@kemsu.ru
Одним из наиболее перспективных классов в настоящее время признаны
наноструктурные (наноразмерные) материалы. Проявляющиеся в них зачастую
принципиального характера размерные особенности структуры и свойств стимулируют
нарастающий интерес к разработке способов получения наноматериалов, изучению их
свойств (магнитных, электрических и пр.) и вариантов практического использования.
Изучение таких наноразмерных объектов выявило достаточно большое количество
«белых пятен» в фундаментальных знаниях природы нанокристаллического состояния и
его стабильности при различных условиях.
Цель работы: определение фазового состава взаимной системы металлов железокобальт.
Объектами исследования были выбраны порошки системы железо-кобальт
нанометрового диапазона. Порошки получали методом совместного восстановления из
раствора солей металлов. Состав образцов варьировался при синтезе (с шагом 1%) и
задавался процентным отношением Fe100-xCox, где x≤100%.
В настоящей работе использовался метод порошка в рентгеноструктурном анализе
для определения параметров кристаллической решётки и уточнения структуры.
Порошки с содержанием железа в пределах от 65 до 100% окислялись при синтезе,
поэтому данная область в этой работе не рассматривается, что представляет автору
последующее изучение способов стабилизации и свойств порошков данной системы
заданного состава. Т.о. в работе рассматривались порошки состава Fe100-xCox
(40≤x≤100%).
Сопоставляя вычисленные межплоскостные расстояния с табличными и учитывая
интенсивность, проводился качественный рентгенофазовый анализ, из результатов
которого получены следующие характерные особенности.
1) Основной фазой для составов с содержанием железа от 25 до 60% является фаза
с объёмоцентрированной кубической (ОЦК) решёткой (характерной для обычного
железа), в состав которой входит кобальт.
2) Для составов с содержанием железа от 1 до 10% основной фазой становится
метастабильная фаза с гранецентрированной кубической (ГЦК) решёткой, характерной
для обычного кобальта.
3) Межплоскостные расстояния для обеих фаз равномерно увеличиваются по мере
увеличения в образцах железа. Данный факт говорит о том, что возможно образование
твёрдого раствора.
4) При содержании железа от 10 до 25% сосуществуют две фазы «железная»
объёмоцентрированная и кубическая «кобальтовая».
5) Помимо металлических фаз встречаются фаза Co(OH)2 и фазы сложного состава
типа (Fe,Co)OOH.
На основании межплоскостных расстояний для данных составов (при содержании
железа от 1 до 60%) были оценены параметры решётки. Зависимость межплоскостных
расстояний от состава оказывается линейной. Данный факт говорит о выполнении
закона Вегарда.
1 Автор выражает признательность научному руководителю член-корр. РАН Захарову Ю.А. и к.х.н.
Пугачёву В.М. за помощь в подготовке тезисов.