Синтез минералов Том 1 - Хаджи В.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Таким образом, совокупность магнитных свойств Ni—-Мп-спла-вов с учетом условий синтеза и температурной предыстории синтетических алмазов, полученных в системе Ni—Mn—графит, позволяет удовлетворительно объяснить ряд особенностей в изменении их намагниченности при термообработке. Отсутствие максимума намагниченности после отжига при 970 К у ряда кристаллов алмаза свидетельствует об однородности (по объему) входящих во включения различных Ni—Mn-сплавов. Сохранение магнитного момента у части образцов после высокотемпературного отжига указывает на недостаток Mn во включениях.
Вероятно, влияние TMO сказывается в том, что анизотропные по форме домены магнитной фазы, присутствующие в ферромагнитном включении, во внешнем однородном магнитном поле выстраиваются по направлению поля. Охлаждением образца в магнитном поле до комнатной температуры эта упорядоченная ориентация «замораживается», и в веществе создается одноосная магнитная анизотропия. В упорядочивающихся сплавах типа Ni—Mn образование одноосной магнитной анизотропии обусловлено направленным упорядочением атомов в соединении.
Следует отметить, что помимо термомагнитной обработки для оценки количества ферромагнитных включений в кристаллах алмаза возможно использование метода ЭПР. Учитывая сравнительную нетрудоемкость проведения таких измерений и их информативность, изучались возможности применения данного метода не только для определения содержания примесей, но и для оценки механических свойств кристаллов синтетического алмаза. Основной задачей было нахождение параметров, позволяющих характеризовать кристаллы по содержанию в них включений, поскольку именно они являются одним из основных дефектов, определяющих прочность кристаллов.
Ферромагнитный резонанс на кристаллах алмаза при использования ЭПР-спектрометра дает широкие полосы, причем форма спектров сложна, что не позволяет проводить количественные оценки. При ЭПР-измерениях было замечено, что с увеличением дефектности кристаллов (в частности, с увеличением содержания включений) наблюдаются уширение линий парамагнитного азота. Так, для немагнитных кристаллов, отсепарированных на сепараторе УЭМ-1Т, полуширина линий ЭПР дисперсного азота состав-
447 ляет (9—10)'-IO-4 Т, тогда как для магнитных (25—30) • IO-4 Т. Исходя из этого, была сделана попытка найти связь между уширением линии ЭПР дисперсного азота Na и интенсивностью полосы ферромагнитного резонанса. Оказалось, что наблюдается явная тенденция к возрастанию уширения линии парамагнитного азота с увеличением интенсивности ферромагнитного резонанса (т. е. с возрастанием концентрации ферромагнитных включений). Сравнительно большой разброс экспериментальных данных объясняется тем, что измерения проводились на пробах кристаллов широкого диапазона фракций и полученных в различных физико-химических условиях.
Для уточнения этой связи кристаллы алмаза фракции 630/500 были разделены по величине магнитного момента. Величина магнитного момента определялась по величине тока, проходящего через обмотку электромагнита, при котором происходит отрыв кристалла от полюса магнита. Наблюдались изменения уширения линии n11 ЭПР в зависимости от магнитного момента кристаллов, т. е. между этими величинами имеют место корреляции. Сама по себе указанная зависимость еще не дает возможности для определения содержания ферромагнитных включений, так как их магнитный момент определяется суммарной массой и величиной намагниченности, а также формой.
Но такая зависимость указывает на принципиальную возможность корреляционных связей между прочностными свойствами и уширением линии Ыд. Поскольку состав включений, их свойства (в том числе и магнитные), кинетика захвата в процессе роста и распределение по кристаллу определяются условиями роста, такие взаимозависимости будут заведомо различными для алмазов, росших в неодинаковых условиях, и, следовательно, закономерностей общего характера в данном случае получить нельзя. Однако должна наблюдаться корреляция между уширением линии Nfl ЭПР и показателями качества кристаллов, получаемых в определенном процессе синтеза после проведения их обработок с целью повышения однородности распределения по качеству (рис. 162).
Для проверки вышеприведенных соображений использовалась партия кристаллов фракции 500/400 с разрушающей нагрузкой 72 Н. Из партии были выделены пробы кристаллов с разрушающей нагрузкой 106, 250 и 340 H и сняты спектры ЭПР. Полуширины линий ЭПР дисперсного азота для этих проб составили соответственно (15, 12 и 10)-10-4 Т, т. е. действительно с уменьше-448
Рис. 162. Уширения линии ЭПР дисперсного азота кристаллов синтетического алмаза в зависимости от их магнитного момента ниєм разрушающей нагрузки уширение линии парамагнитного азота ЭПР возрастает. В кристаллах с полушириной линии 1 • Ю-3 T содержание включений мало (делать заключение о полном их отсутствии оснований нет); основными факторами, определяющими прочность кристаллов, являются другие свойства (габитус и ориентация кристаллов при разрушении, содержание мелкодисперсных включений и примеси азота и пр.).
