Сплав Гейслера
Сплавы Гейслера — тройные интерметаллические соединения с гранецентрированной кубической кристаллической структурой и с химической формулой , где X и Y являются переходными металлами, а Z относится к p-элементам (обычно III или IV групп). Своё название эти сплавы получили в честь немецкого горного инженера и химика Фридриха Гейслера, который изучал один из таких сплавов (Cu2MnAl) в 1903 году[1][2]. Наиболее широко на практике используется сплав Гейслера вида , к середине 2014 года было известно уже около 1500 сплавов Гейслера[3].
Сплавы Гейслера проявляют память формы и сверхупругость и возможность управления этими эффектами с помощью магнитного поля. Память формы вызывается мартенситным фазовым переходом. Магнитное поле влияет на параметры мартенситной фазы вследствие магнитоупругого взаимодействия.
Введение в сплавы Гейслера четвёртого химического элемента - железа или кобальта в качестве легирующих добавок и подбор соотношений основных элементов в полученных сплавах вида и в совокупности с определёнными режимами термообработки позволяет получать материалы, которые демонстрируют высокие обратимые деформации в интервале от 100 до 300 С° и выдерживают до 100 тысяч рабочих циклов без разрушения[4].
Сплав Гейслера , состоящий из не ферромагнитных по отдельности металлов — меди (50 процентов), марганца (25 процентов) и алюминия (25 процентов) — имеет почти такие же сильные магнитные свойства, как и железо и является ферромагнетиком[5].
Методами порошковой металлургии удаётся довольно экономично получать сплавы вида Me-Ti-Al, где Me - Co, Fe или Cu[6].
Одним из перспективных направлений использования сплавов Гейслера является создание твердотельных холодильников без движущихся частей и без хладагентов[7].
Примечания
- ↑ Heusler F. (1903). Über magnetische Manganlegierungen. Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (нем.). 12: 219.
- ↑ Knowlton, A. A; Clifford, O. C (1912). The Heusler alloys. Transactions of the Faraday Society. 8: 195. doi:10.1039/TF9120800195. Архивировано 30 января 2023. Дата обращения: 23 июля 2024.
- ↑ Андрей Сердечнов. Магнитный холодильник из сплавов Гейслера будет абсолютно бесшумным. TechInsider (5 июня 2014). Дата обращения: 10 октября 2025.
- ↑ Томские физики создали сплав, который выдерживает 100 тысяч циклов деформации. Naked Science (3 октября 2025). Дата обращения: 13 октября 2025.
- ↑ §150. Основы теории ферромагнетизма // Элементарный учебник физики: Учебное пособие. В 3 т. / Под ред. Г.С. Ландсберга. — 13-е изд. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — Т. 2. Электричество и магнетизм. — С. 358—360.
- ↑ Бусурина Мария Леонидовна. Способ получения интерметаллидных сплавов Гейслера на основе системы Ti-Al-Me. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук (RU) (27 сентября 2021). — патент. Дата обращения: 22 июля 2024. Архивировано 23 июля 2024 года.
- ↑ Создан сплав, который сделает холодильники экологичнее. Хабр (22 января 2024). Дата обращения: 10 октября 2025.
Литература
- Малыгин Г. А. Размытые мартенситные переходы и пластичность кристаллов с эффектом памяти формы // Успехи физических наук, 2001, т. 171, № 2, c. 187—212.
- Васильев А. Н., Бучельников В. Д., Такаги Т., Ховайло В. В., Эстрин Э. И. Ферромагнетики с памятью формы // Успехи физических наук, 2003, т. 173, № 6, c. 577—608.
- Каган М. Ю., Клапцов А. В., Бродский И. В., Кугель К. И., Сбойчаков А. О., Рахманов А. Л. Мелкомасштабное фазовое расслоение и электронный транспорт в манганитах // Успехи физических наук, 2003, т. 173, № 8, c. 877—883.
- Бучельников В. Д., Васильев А. Н., Коледов В. В., Таскаев С. В., Ховайло В. В., Шавров В. Г. Магнитные сплавы с памятью формы: фазовые переходы и функциональные свойства // Успехи физических наук, 2006, т. 176, № 8, c. 900—906.
- Воронов В. К., Подоплелов А. В. Физика на переломе тысячелетий: конденсированное состояние, 2-е изд., М.: ЛКИ, 2012, 336 стр., ISBN 978-5-382-01365-7