Struktura i właściwości magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

Rozdział 4
Nanocząstki Fe-Cr – przegląd literaturowy
W literaturze moŜna znaleźć zaledwie kilka prac [2, 19–22] dotyczących badań
strukturalnych i magnetycznych nanocząstek Fe-Cr. Obecny rozdział ma na celu
przedstawienie dotychczasowej wiedzy odnośnie tych cząstek.
4.1 Struktura
W przypadku nanocząstek Fe-Cr (x = 5 - 55 at.% Cr), otrzymywanych metodą
naparowywania gazowego zaobserwowano, Ŝe mają one kształt w przybliŜeniu sferyczny,
a ich rozmiar determinowany jest warunkami procesu wytwarzania, w szczególności
ciśnieniem argonu (p Ar ), w atmosferze którego proces ten przebiega [19, 20].
Zaobserwowano, Ŝe zaleŜność średniego rozmiaru cząstek od p Ar (dla p Ar = 2 - 8 Torów)
jest liniowa, a zmianie p Ar o 1 Tor towarzyszy zwiększenie o około 25 Å [19]).
We wszystkich dotychczasowych pracach o nanocząstkach Fe-Cr [19]–[22] badane
cząstki miały taką samą strukturę krystaliczną (bcc) jak wyjściowe materiały objętościowe
oraz zbliŜony do nich skład chemiczny (oba fakty stwierdzone w oparciu o analizę wyników
dyfrakcji rentgenowskiej oraz EDXA). Jedynie nanocząstki FeCr, otrzymane w procesie
reakcji plazmy wodorowej z metalem (ang. hydrogen plasma-metal reaction method), były
nieco bogatsze w chrom [22].
Badane cząstki Fe 1-x Cr x były na ogół jednofazowe (α-FeCr) - jedynie w przypadku
cząstek o x = 5 – 20 at.% Cr wykryto takŜe śladowe ilości faz tlenkowych Fe 3 O 4 oraz Cr 2 O 3
[20]. Zawartość tlenu w cząstkach o x ≤ 80 at.% Cr, otrzymanych w reakcji plazmy
wodorowej z metalem, była ekstremalnie mała (< 2 wt.%) [22]. Dla tych ostatnich zauwaŜono
takŜe, Ŝe zawartość tlenu malała nieznacznie wraz z rosnącą koncentracją Cr, co zostało
wytłumaczone większą odpornością chromu (niŜ Ŝelaza) na utlenianie. W cząstkach Fe-Cr
33