In the present paper some of the magnetic properties of the nanocrystalline Fe-based magnets produced by an appropriate annealing of their metallic glass precursors are reviewed. These properties are discussed on the grounds of their characteristics measured at the elevated temperatures. It is shown that the effective magnetostriction these magnets display, results from the competition among two contributions of the opposite sign originating from the individual magnetic phases, crystalline phase and the residual glassy matrix in which the nanocrystallites are embedded. It is also shown that at certain conditions the magnets considered expose superparamagnetic behavior and that their isothermal magnetization characteristics can successfully be used to calculate the distribution of the particle volumes. Application of the recently invented new genetic algorithm method, a powerful tool to calculate these distributions is, finally, presented.
The magnetic properties of a series of both annealed and as-rolled Ni-$W_y$ alloy tapes with compositions y = 0, 1, 3, and 5 at.%, were studied. To compare with Ni-W alloys, the magnetic properties of a series of both annealed and as-rolled $[Ni_{97at.%}W_{3at.%}]_{100-x}Cu_x$ alloy tapes with compositions x = 0, 1, 3, 5 and 7 at.%, were studied, as well. Both the isothermal mass magnetization M(H) of a series of samples, such as both Ni-W and [Ni-W]-Cu alloy tapes, at different fixed temperatures and M(T) in fixed field, were measured using a PPMS-9 (Quantum Design). The degree of ferromagnetism of Ni-$W_y$ alloys have reduced as W-content y increases. Both the saturation magnetization $M_{sat}$ and Curie temperature $T_c$ decrease linearly with W-content y, and both $M_{sat}$ and $T_c$ go to zero at critical concentration of $y_c$ ~ 9.50 at.% W. The effect of Cu addition on both the saturation magnetization $M_sat$ and Curie temperature $T_c$ decrease linearly with Cu-content x in $[Ni_{97at.%}W_{3at.%}]_{100-x}Cu_x$ alloy tapes with compositions x = 0, 1, 3, 5, and 7 at.%. The results confirm that [Ni-W]-Cu alloy tapes can have much reduced ferromagnetism as Cu-content x increases.
$La_{1-z}Nd_z(Fe_{0.88}Si_{0.12})_{13}$ and their hydrides were investigated to obtain large magnetocaloric effects (MCEs) in a wide temperature range, including room temperature, for applications in magnetic refrigents. Since the magnetization change due to the itinerant-electron metamagentic (IEM) transition for $La_{1-z}Nd_z(Fe_{0.88}Si_{0.12})_{13}$ becomes larger with increasing z, the isothermal magnetic entropy change ${\Delta}S_m$ and the relative cooling power (RCP) are enhanced. In addition, the Curie temperatrue $T_C$ of $La_{0.8}Nd_{0.2}(Fe_{0.88}Si_{0.12})_{13}$ is increased from 193 to 319 K by hydrogen absorption, with the IEM transition. The maximum value of $-{\Delta}S_m$, $-{\Delta}S{_m}^{max}$, in a magnetic field change of 2 T for $La_{0.8}Nd_{0.2}(Fe_{0.88}Si_{0.12})_{13}H_{1.1}$ is about 23 J/kg K at $T_C$ = 288 K, which is larger than that of 19 J/kg K at $T_C$ = 276 K for $La(Fe_{0.88}Si_{0.12})_{13}H_{1.0}$. The value of RCP = 179 J/kg of the former is also larger than 160 J/kg of the latter. It is concluded that the partial substitution of Nd improves MCEs in a wide temperautre range, including room temperature.
$AlFe_2B_2$ produced by using a conventional arc melter has a ferromagnetic material with a Curie temperature ($T_C$) of around 300 K, but the arc-melt generates paramagnetic $Al_{13}Fe_4$ impurities during the synthesis of $AlFe_2B_2$. Impurities are brought to cause a decrease in magnetocaloric effects (MCEs). To investigate the effects of $Al_{13}Fe_4$ impurities on MCEs, we prepared and compared ascast and acid-treated samples, where the acid treatment was performed to remove the $Al_{13}Fe_4$ impurities. For the structural analysis, powder X-ray diffraction was carried out, and the measured data were subjected to a Rietveld refinement. The presence of $Al_{13}Fe_4$ impurities in the as-cast sample was observed in the phase analysis measurements. Magnetic properties were investigated by using Superconducting Quantum Interference Device (SQUID) measurements for the as-cast and the acid-treated $AlFe_2B_2$ samples. From isothermal magnetization measurements, Arrott plots were obtained showing that the transition of $AlFe_2B_2$ has a second-order magnetic phase transition (SOMT). The $T_C$ and the saturation magnetization increased for the acid-treated sample due to removal of the paramagnetic impurities. As a consequence, the magnetic entropy change ($-{\Delta}S$) increased in the pure $AlFe_2B_2$ samples, but the full width at half maximum in the plot of $-{\Delta}S$ vs. T decreased due to the absence of impurities.
지난 10여 년간 미항공우주국 주도로 진행된 화성탐사 연구는 화성 암권의 주요 자성광물임을 적철석으로 판명하였다. 금번 연구에서는 적철석의 열잔류자화와 저온 실온포화잔류자를 이용하여 화성 암권에 존재하는 적철석의 자화안정도 검증을 시도하였다. 적철석의 실온포화잔류자화는 모린변환온도인 260 K를 기점으로 급격히 감소한다. 10 K까지 냉각시킨 적철석 시료를 가열하면 260~265 K에서 자화회복이 발생하며, 잔류자화기억도는 37%이다. 실제 화성지표의 일교차는 모린변환온도를 포함하므로, 화성 지표에서 적철석을 함유하는 암체의 자화는 모린변환에 의한 자화안정도가 고려되어야 한다. 지표용암의 고결과 동시에 생성되는 열잔류자화의 강도는 50 ${\mu}m$ 이하 크기에서 적철석 입자반경에 비례하며 증가한다. 화성의 온도구배가 관측된 적은 없지만, 지구의 온도구배를 기준으로 유추하면 대략 1.5 km 이하의 화성 암권은 모린변환온도와 무관하게 적철석의 자화보유가 상시 가능하다. 따라서 행성의 진화가 멈춰진 대략 40억 년 이전에 존재하던 내부기원의 화성자기장 기록이 화성의 암권에 현재까지 보전되어 화성 암권의 자기이상을 유지해온 것으로 해석된다.
We have fabricated successfully single-filament composite $MgB_2$/SUS tapes, as an ultrarobust conductor type. The fabrication of the $MgB_2$/SUS tapes was performed by power-in-tube (PIT) process such as swaging and cold rolling. The critical transition temperatures $T_{c}$~38.5 K and ~36 K were observed for the sintered and the nonsintered $MgB_2$/SUS tapes, respectively In addition, the isothermal magnetization M(H) of the sintered $MgB_2$/SUS tapes was measured at temperatures T (between 5 and 50 K) in fields up to 6 T, employing a PPMS-9 (Quantum Design). The persistent current density (J$T_{P}$) values were obtained from the M(H) data, using Bean model, fur the sintered $MgB_2$/SUS tapes. The estimated values were higher than ~ 6$\times$$10^{5}$$A/\textrm{cm}^2$ at T = 5 K, with H : 0 G. We also investigated the cross section of the sintered tapes, by using SEM and EDX. An evidence of weak reaction on boundary between $MgB_2$ and SUS tube is found in the SEM and EDX.X.X.X.
우리나라 구석기 및 신석기 유적에서 출토된 흑요석 그리고 백두산과 일본 Kyushu지방에서 입수된 흑요석 원석 등 총 64점에 대하여 주요성분, 미량성분 및 자기적 특성을 이용하여 산지별로 분류하였다. 주요성분 중 $Al_2O_3,\;CaO,\;Na_2O+K_2O$의 농도값을 사용하여 흑요석을 분류한 결과 대부분의 흑요석이 Subalkaline 계열이었다. 또한 흑요석을 주요성분 및 미량성분 함량을 사용한 통계적 분류 결과 세 개의 그룹을 형성하였다. 이러한 결과는 각 그룹간의 상관관계가 없으며 산지가 다름을 의미한다. 자기적 특성을 이용한 산지분류에서는 각 지역별로 정확하게 그룹을 이루지 않았으나, 대자율과 포화등온잔류자화의 이 변량분석에서는 주요성분 및 미량성분을 이용한 산지분류와 유사한 결과를 얻었다.
경상분지 남동부에 위치한 양산단층 동편의 화강암질암, 화산암류, 퇴적암류를 대상으로 총 77개 지점으로부터 독립적으로 정향된 542개의 코어시료를 채취하여 대자율 이방성(AMS) 연구를 실시하였다. 총 대자율 측정, 고온대자율 실험 및 등온잔류자기 획득실험을 통하여 연구대상 암석들의 주 자성광물이 자철석 위주의 티탄자철석계열의 것임이 밝혀졌다. 연구의 주 대상암체인 화강암질암에는 자기적 엽리구조와 자기적 선구조 모두가 존재하고 있으며, 자기적 엽리구조의 주향은 북동-남서가 지배적이다. 이 자기적 엽리구조는 화강암질암의 변형에 대한 강한 저항의 물성, 주변 모암의 자기적 엽리구조와의 불일치, 고화 이후 취성변형으로 만들어진 소단층이나 절리 등의 지질구조와의 모순점, 현미경에서 관찰되는 조직 등의 증거로부터 마그마가 관입정치하여 완전히 고화되기 전에 응력을 받아 생성된 일차 미세구조(primary fabric)로 판단된다. 이 북동-남서 주향의 자기적 엽리구조는 북서-남동의 압축력으로 만들어질 수 있는데 이러한 응력은 양산단층의 좌수향 주향운동의 산물로 해석된다. 연구지역 화강암질암의 연령이 약 $60\sim70Ma$로 알려져 있음을 감안하면 양산단층은 이 시기(백악기 말에서 신생대 초)에 걸쳐서 좌수향 주향이동 운동을 하였음을 알 수 있다.
Nano결정립 N $d_2$F $e_{14}$B+F $e_3$B 복합상 자성 압분체의 탈자화 현상을 자기특성 변화 및 $\delta$M측정에 의해 분석하였다. 초기 조성 N $d_4$F $e_{73.5}$$Co_3$H $f_{0.5}$G $a_{0.5}$$B_{18.5}$의 최대자기에너지적은 리본상태에서 14 MGOe, 분말 압분체에서 6.5 MGOe로 크게 감소하였다. 이러한 현상은 복합상의 리본상태에서 존재하는 교환상호작용력이 분말 압분체에서는 나타나지 않고, 정자장 작용에 의한 탈자화로 인해 잔류자속밀도가 크게 감소한 결과이다. 이는 급냉리본(bulk) 보다 압분체상태에서 정자장 상호작용력이 교환상호작용력보다 더 크게 작용하는 결과로 해석된다. 또한, 자성체 리본을 분쇄하는 과정에서 발생한 응력도 자기특성을 감소시키는 요소임을 확인하였다.하였다.하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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