ГИСТЕРЕЗИС НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ ХРОМА ПРИ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИИ В ОБЛАСТИ МАГНИТНЫХ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

П.П. Паль-Валь¹, Л.Н. Паль-Валь¹, Ю.А. Семеренко¹, И.С. Головин²

¹ ФТИНТ НАН Украины им. Б.И. Веркина, Харьков, Украина

² Technical University of Braunschweig , Institute for Materials, Braunschweig, Germany

В хроме, с электронной конфигурацией 3d⁵4s¹, наблюдаются магнитные фазовые переходы, сопровождающиеся структурными превращениями первого рода: в точке Нееля Т_N » 309 К хром переходит из парамагнитного в антиферромагнитное (АФМ) состояние, а при температуре спин-флоп перехода T_SF » 124 K имеет место изменение вектора поляризации волн спиновой плотности. Одновременно, при охлаждении ниже Т_N хром переходит из ОЦК в орторомбическую фазу, а при T_SF – в тетрагональную кристаллическую модификацию. Ранее на частотах колебаний f ~ 89 кГц были изучены температурные зависимости декремента d (T) и динамического модуля Юнга

Е(T) монокристаллов Cr ориентации <100> и <831> с RRR = 33 в области магнитных фазовых переходов [1,2]. В данной работе при термоциклировании в области температур 5 ¸ 325 K изучены акустические свойства тех же монокристаллов методом изгибных колебаний на частоте f ~ 4 кГц, а также поликристаллов хрома чистотой 99.99% с содержанием C+N порядка 0.01% методом двойного составного вибратора на частоте продольных колебаний f ~ 75 кГц. Результаты приведены на рис. 1. Видно, что зависимости Е(T), полученные на различных образцах и различными методами, качественно согласуются между собой. В то же время, зависимости d(T) имеют существенные отличия. В частности, пик при Т_N наблюдается только в монокристалле, а при T_SF – только в монокристалле и на низких частотах. Наиболее интересным эффектом, который не отмечался ранее, является значительный гистерезис акустических

Рис. 1.

свойств при термоциклировании поликристаллов. При охлаждении значения Е заметно превышают значения Е, полученные при отогреве. Гистерезис на зависимостях d(T) имеет более сложный характер. Указанное поведение акустических свойств может быть связано с изменением АФМ доменной структуры в поликристаллах Cr под действием термоупругих напряжений, обусловленных анизотропией теплового расширения кристаллитов в орторомбической и тетрагональной фазах поликристаллов хрома.

1. Л.Н. Паль-Валь, П.П. Паль-Валь, В.Я. Платков, В.К.Сульженко. ФТТ 28, 3577 (1986).

2. П.П. Паль-Валь, Л.Н. Паль-Валь, В.К. Сульженко. ФММ 67, 103 (1989).