- Код статьи
- S3034558825060028-1
- DOI
- 10.7868/S3034558825060028
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 61 / Номер выпуска 11-12
- Страницы
- 692-703
- Аннотация
- В работе впервые методом алюмотермического восстановления оксида марганца(IV) из реакционной смеси MnO + Si + Al синтезированы гексагональные кристаллы силицида марганца MnSi длиной до 2 мм и диаметром до 150 мкм. На поверхностях граней гексагональных кристаллов обнаружены включения вторичной фазы твердого раствора кремния в алюминиде марганца состава (Mn, Si)Al. Синтезированный материал на основе гексагональных кристаллов MnSi при комнатной температуре является парамагнетиком. Рентгенофазовый анализ показал, что в синтезированных образцах фаза MnSi является доминирующей. Также полученные сплавы имеют разные магнитные свойства, например: образец, синтезированный из реакционной смеси MnO + Si + Al при комнатной температуре, является парамагнетиком, в то время как образцы, полученные из реакционной смеси MnO + SiO + Al, содержащие небольшое количество вторичных фаз при комнатной температуре, проявляют слабые ферромагнитные свойства.
- Ключевые слова
- алюмотермический синтез интерметаллид гексагональные кристаллы сплав MnSi
- Дата публикации
- 30.05.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 25
Библиография
- 1. Tishin A.M., Spichkin Y.I. The magnetocaloric effect and its applications. Bristol: Inst. of Phys. Publ., 2003. P. 476. https://doi.org/10.1201/9781420033373
- 2. Kuznetsov A.S., Mashirov A.V., Musabirov I.I., Mitsiuk V.I., Anikin M.S., Kamantsev A.P., Koledov V.V., Shavrov V.G. Inverse magnetocaloric effect in Mn5Si3 compound // J. Commun. Technol. Electron. 2023. V. 68. P. 413–419. https://doi.org/10.1134/S1064226923040083
- 3. Menshikov A.Z., Vokhmyanin A.P., Dorofeev Yu.A. Magnetic structure and phase transformations in Mn5Si3 // Phys. Status Solidi B. 1990. V. 158. No. 1. P. 319–328. https://doi.org/10.1002/pssb.2221580132
- 4. Das S.C., Mandal K., Dutta P., Pramanick S., Chatterjee S. Observation of inverted hysteresis loop and thermomagnetic irreversibility in the antiferromagnetic Mn5Si3 alloy // Phys. Rev. B. 2019. V. 100. No. 2. P. 024409. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.024409
- 5. Hamzan N.B., Ng C.Y.B., Sadri R., Lee M.K., Chang L.J., Tripathi M., Dalton A., Goh B.T. Controlled physical properties and growth mechanism of manganese silicide nanorods // J. Alloys Compd. 2021. V. 851. P. 156693. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156693
- 6. Lu J., Wang L., Zhang J., Li Q., Liu W., Lou Z., Zheng A., Zhou Q. Preparation and magnetic properties of manganese silicide nanorods by a solid-state reaction route // Micro Nano Lett. 2018. V. 13. P. 341–343. https://doi.org/10.1049/mnl.2017.0674
- 7. Das B., Balasubramanian B., Manchanda P., Mukherjee P., Skomski R., Hadjipanayis G.C., Sellmyer D.J. Mn5Si3 nanoparticles: synthesis and size-induced ferromagnetism // Nano Lett. 2016. V. 16. No. 2. P. 1132–1137. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b04360
- 8. Wang Z., Wu Y., He Y. Seebeck coefficients of Mn-Si materials prepared by spark plasma sintering // Int. J. Mod. Phys. B. 2004. V. 18. No. 16. P. 2279–2286. https://doi.org/10.1142/S0217979204026123
- 9. Shigeru O., Kunio K., Masaaki M., Yasuo H. Torsten Lundstrom. Growth and properties of Mn5Si3, MnSi and Mn27Si47 single crystals obtained by the tin-flux method // Nippon Kagaku Kaishi. 1992. V. 1992. No. 7. P. 701–708. https://doi.org/10.1246/nikkashi.1992.701
- 10. Higgins J.M., Ding R., Song J. Synthesis and characterization of manganese-rich silicide (α-Mn5Si3, β-Mn5Si3, and β-Mn5Si) nanowires // Chem. Mater. 2011. V. 23. No. 17. P. 3848–3853. https://doi.org/10.1021/cm2007507
- 11. Li H., Niu D., Zhang Z., Yang F., Wang H., Cheng W. One-dimensional Mn5Si3 nanorods: fabrication, microstructure, and magnetic properties via a novel casting-extraction route // Materials. 2023. V. 1. No. 9. P. 3540. https://doi.org/10.3390/ma16093540
- 12. Wang Z., Wu Y., He Y. The growth of MnSi1.73 prepared by spark plasma sintering // Int. J. Mod. Phys. B. 2004. V. 18. No. 1. P. 87–93. https://doi.org/10.1142/S0217979204023702
- 13. Yukhvid V.I. Modification of SHS-processes // Pure Appl. Chem. 1992. V. 64. No. 7. P. 977–988.
- 14. Gorshkov V.A., Miloserdov P.A., Titov D.D., Yukhvid V.I., Kargin Yu.F. SHS metallurgy of binary silicides (MoW)Si2 for sintering composite materials // Inorg. Mater. Appl. 2019. V. 10. P. 473–479. https://doi.org/10.1134/S2075113319020138
- 15. Сычев А.Е., Бусурина М.Л., Лазарев П.А., Боярченко О.Д., Белоусова О.В., Ковалев И.Д. Формирование гексагональных кристаллов Ti5(Al,Si)3 в процессе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в системе Ti–Al–SiO2// Материаловедение. 2025. № 3. С. 16–23. https://doi.org/10.31044/1684-579X-2025-0-3-16-23
- 16. Program for Thermodynamics Equilibrium Calculations “THERMO”. https://ism.ac.ru/thermo/
- 17. Khan Y., Wibbeke H. Do ‘quasi-crystals’ exist in the Mn-Al system? // J. Mater. Sci. Lett. 1988. V. 7. P. 314–318. https://doi.org/10.1007/BF01730728
- 18. Sunagawa I. Crystals: Growth, Morphology and Perfection. Cambridge University Press. 2025. V. 43 (3). P. 1127–1128.
- 19. Bie L.F., Chen X.H., Liu P., Zhang T., Xu X.G. Morphology evolution of Mn5Si3 phase and effect of Mn content on wear resistance of special brass // Met. Mater. Int. 2020. V. 26. P. 431–443. https://doi.org/10.1007/s12540-019-00243-0
- 20. Ostapenko G.T., Gamarnik M.Y., Gorogotskaya L.I., Kuznetsov G.V., Tarashchan A.N., Timoshkova L.P. Isomorphism of titanium substitution for silicon in quartz: experimental data // Miner. Zh. 1987. V. 9. P. 30–40.
- 21. Стишов С.М., Петрова А.Е., Белемук А.М. О топологических особенностях кирального фазового перехода в MnSi // Письма в ЖЭТФ. 2025. Т. 121. № 8. С. 667–673. https://doi.org/10.31857/S0370274X25040205
- 22. Стишов С.М., Петрова А.Е. Термодинамические, упругие и электронные свойства веществ с киральной кристаллической структурой: MnSi, FeSi и CoSi // Успехи физ. наук. 2023. Т. 193. № 6. С. 614–624. https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.11.039104
- 23. Caprara S., Kulatov E., Tugushev V.V. Half-metallic spin polarized electron states in the chimney-ladder higher manganese silicides MnSi1−x (x = 1.75–1.73) with silicon vacancies // Eur. Phys. J. B. 2012. V. 85. P. 149. https://doi.org/10.1140/epjb/e2012-30034-2
