Effect of Carbon Addition on Magnetic Order in Mn–Al–C Alloys

Autor: Muriel Tyrman, Frederic Mazaleyrat, Olivier Isnard, Loïc Perrière, Victor H. Etgens, Alexandre Pasko
Přispěvatelé: Tyrman, Muriel, Matériaux Magnétiques pour l'Energie (SATIE-MME), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (CSEE), Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (ICMPE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux, Rayonnements, Structure (MRS), Institut Néel (NEEL), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Composants et Systèmes pour l'Energie Electrique (SATIE-CSEE), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Rok vydání: 2017
Předmět:
Materials science
[SPI] Engineering Sciences [physics]
Neutron diffraction
02 engineering and technology
[SPI.MAT] Engineering Sciences [physics]/Materials
01 natural sciences
[SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
Magnetic moment
[SPI]Engineering Sciences [physics]
Condensed Matter::Materials Science
Paramagnetism
Magnetization
Ferrimagnetism
0103 physical sciences
[PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Electrical and Electronic Engineering
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
010302 applied physics
Weiss plot
Structural properties
Condensed matter physics
Rietveld refinement
Coercivity
021001 nanoscience & nanotechnology
[PHYS.COND.CM-MS] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci]
Magnetic coupling
Electronic
Optical and Magnetic Materials
Ferromagnetism
[PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci]
Condensed Matter::Strongly Correlated Electrons
0210 nano-technology
[PHYS.COND] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Zdroj: 2017 IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG 2017)
2017 IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG 2017), Apr 2017, Dublin, Ireland
IEEE Transactions on Magnetics
IEEE Transactions on Magnetics, 2017, 53 (11), pp.2101406 ⟨10.1109/TMAG.2017.2710639⟩
IEEE Transactions on Magnetics, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2017, 53 (11), pp.2101406 ⟨10.1109/TMAG.2017.2710639⟩
ISSN: 1941-0069
0018-9464
DOI: 10.1109/tmag.2017.2710639
Popis: The near-equiatomic Mn–Al alloys are considered for possible applications as rare-earth-free permanent magnets due to the existence of a ferromagnetic $\tau $ -phase with $\text{L}1_{0}$ crystal structure and other attractive physical properties. However, this tetragonal phase is metastable and can only be obtained from a hexagonal $\epsilon $ -phase enriched in manganese. The partial atomic disorder can results in antiferromagnetic coupling of the Mn atoms occupying different sublattices. Moreover, the carbon addition, used to improve phase stability and coercivity, leads to the deformation of the unit cell and can affect the Mn–Mn coupling. To clarify this question, a series of magnetic measurements and neutron diffraction (ND) experiments in a wide temperature range was carried out on the Mn55Al45 alloys doped with a small quantity of C. The materials were prepared by melt-spinning and subsequent annealing. Different methods of carbon introduction were tried, the best results were obtained by melting Mn and Al with Mn23C6. The structural and magnetic properties of the ferromagnetic and paramagnetic $\tau $ -phase as well as the precursor $\epsilon $ -phase were determined. The average magnetic moments on two sublattices were analyzed using the Weiss plot of the magnetometric data and the Rietveld refinement of the ND data. The dependence of the magnetic moments on the C content and temperature is reported. Ferrimagnetic behavior of the Mn–Al alloys with excess of manganese, caused by antiferromagnetic coupling and responsible for the decrease of magnetization with increase of Mn content, was confirmed.
Databáze: OpenAIRE
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