CC BY
67
Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»
Таблица 2
Результаты испытаний смазок на машине СМТ-1 на образцах из ст45 при нагрузке 5 кН
Состав смазок (№ 1-5 - табл. 1) Максимальная удельная нагрузка, МПа Коэффициент трения Интенсивность износа, 1 х 10-6 кг/м3
1 26,3 0,062 59,4
3 30,3 0,050 30,2
5 21,4 0,063 57,5
Смазка ВНИИНП-232 23,5 0,059 66,0
Испытания смазки в подшипниках ступиц колес автомобиля ЗиЛ-130 и автобуса «Икарус» показали, что после пробега 16 000 км их весовой износ оказался в 2,2 раза меньше, чем при использовании другие известные пластичные смазки.
Библиографические ссылки
1. Нусинов М. Д. Космический вакуум и надежность космической техники. М. : Знание, 1986. № 6. 64 с.
2. Morimoto T. Effect of molybdenum disulphide upon the friction and wear in ceramic-steel pair // Tri-bology International. 1997. Vol. 30. Issue 12. 1997. P. 871-879.
3. Fusaro R. L. Self-lubricating polymer composites and polymer transfer film lubrication for space applications // Tribology International. 1990. Vol. 23. Issue 2. P. 105-122.
4. Космические смазки // URL: http://www.elkalub. ru/dictionary-05.php.
5. Патент РФ № 2041165 С1 МПК С01В31/06 Алмазоуглеродное вещество и способ его получения. Заявка № 93003669 от 12.02.1993 / А. Л. Верещагин, Г. А. Петров, В. Ф. Комаров, А. В. Климов, Н. В. Козырев. Опубл. 09.08.1995.
6. Редькин В. Е., Ставер А. М. Ультрадисперсные порошки в материалах и технологиях различного назначения // Вестник Краснояр. гос. техн. ун-та. 1996. № 1. С. 147-161.
7. Патент РФ № 2163921. Пластичная смазка / С. И. Щелканов, В. Е. Редькин, С. Г. Докшанин, В. Ф. Терентьев, А. И. Лямкин. БИ. 2001. № 7.
© Мишин А. А., 2012
УДК 669.713.7
:И. И. Назаренко Научный руководитель - 2С. Н. Софронова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева1, Институт физики имени Л. В. Киренского СО РАН2, Красноярск
ТЕОРЕТИКО-ГРУППОВОЙ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ МАГНИТНЫХ СТРУКТУР ТВЕРДОГО РАСТВОРА Ш50Е04(В03)2
В ходе исследования был проведен теоретико-групповой анализ возможных магнитных структур Ы150е04(В03)2, по результатам которого были получены разложения магнитного представления магнитного представления по неприводимым представлениям для различных точек зоны Бриллуэна.
В настоящее время современные магнитные материалы являются очень востребованным продуктом во многих областях науки и техники. Новые соединения создаются каждый год, и в основном это делается для решения определенных задач технологического характера. Так в Институте физике имени Л. В. Кирен-ского СО РАН были выращены кристаллы МзОе^ВОзЪ.
Они принадлежат к семейству людвигитов. Кристаллы данного семейства обладают очень интересными магнитными свойствами. Характерной особенностью этих соединений является наличие в структуре треугольных или тетраэдрических групп, что может привести к возникновению фрустраций, обусловленных структурными особенностями соединений.
Как правило, большая часть получаемых из новых соединений материалов исследованы недостаточно подробно, однако информация об их структуре чаще всего установлена. Получение данных обо всех физи-
ческих свойствах прямо из информации о структуре, к сожалению, невозможно, однако, информация о структуре оказывается достаточной для проведения теоретико-группового анализа. На базе теоретико-группового анализа можно из соображений симметрии определить, какие колебания присутствуют в кристалле, найти собственные векторы и построить оператор проектирования. А если в кристалле имеются магнитные атомы, провести анализ возможных магнитных структур [1].
Целью исследования было установление возможной магнитной структуры кристаллов №5ве(О2ВО3)2 методом теоретико-группового анализа.
Для определения магнитной структуры кристалла необходимо разложить магнитные представления по неприводимым представлениям и для каждого из неприводимых представлений вычислить оператор проектирования, столбцы которого и будут задавать направления магнитных моментов [2].
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Кристаллы №5ве(02В03)2 относятся к пространственной группе РЪаш (N0. 55). Элементарная ячейка содержит 10 магнитных атомов, которые расположены в симметрийных позициях 4g, 4И, 2Ь, 2с. Интересной особенностью данного соединения является то, что ионы никеля (ионы с магнитным моментом) и германия (немагнитные ионы) занимают симметрий-ную позицию 4g (положения 9-12) с вероятностью 50 % каждый, соответственно магнитные ионы распределены по 12 положениям в элементарной ячейке, изображенной на рисунке. Таким образом, данная особенность может привести к необычным магнитным свойствам исследуемого соединения.
Элементарная ячейка кристалла
В результате выполнения анализа возможных магнитных структур были получены следующие данные, приведенные в [3], для случая, когда в позиции 4g все ионы магнитные - N1, данное усреднение дает общую картину магнитной структуры во всем кристалле.
Так как кристаллическая структура представляет собой твердый раствор, где равновероятно располагаются магнитные и немагнитные ионы, было выполнен теоретико-групповой анализ для различных случаев упорядочения. Если ионы 9, 12 являются магнитными (N1), а 10 и 11 - немагнитными (ве). Происходит понижение симметрии [4, с. 17-41] до группы Р2^ш, № 26, обладающей следующими элементами симметрии: винтовая ось вдоль направления Ъ и 2 плоскости скользящего отражения в плоскостях X и У [4, с. 220-221].
Для данного случая было получено разложение по неприводимым представлениям для волнового вектора к = 0: Т(к = 0) = 5т + 10т2 + 5т3 + 10т4.
Здесь направления магнитных моментов образуют следующие структуры: ФМ (ферромагнитная) вдоль оси X, соответствующую неприводимому представлению т3; АФМ (антиферромагнитна) вдоль X - т; АФМ вдоль У и ФМ вдоль Ъ - т2 и ФМ вдоль У и АФМ вдоль Ъ - т4.
Если в качестве магнитных ионов оставить атомы 9 и 10, то пространственная группа симметрии понижается до P112/m, 10.
Группе P112/m, № 10, соответствуют 4 элемента симметрии: единичный элемент, поворот на 180° по Y, инверсия и отражение в плоскости Y[4, с. 160— 163].
Было получено следующее разложение по неприводимым представлениям:
T(k = 0) = 7т + 6т2 + 14т3 + 3т4.
Данный вариант упорядочения образует следующие возможные магнитные структуры: т - ФМ вдоль Z; т2 - АФМ вдоль X и Y; т3 - ФМ вдоль X и Y и т4 -АФМ вдоль Z.
Когда магнитные ионы Ni занимают положения 9 и 11, получаем понижение симметрии до пространственной группы Pb2jm, 26, обладающую такими же элементами симметрии, что в случае магнитных ионов в положениях 9, 12, однако, сейчас ось второго порядка располагается вдоль оси Y.
Для данного варианта упорядочения так же было получено разложение по неприводимым представлениям для k = 0:T(k = 0) = 10т + 5т2 + 10т3 + 5т4.
В данном случае наблюдается некоторая схожесть со структурами и расположением ионов в позиции 4g группы № 55 в случае магнитных ионов 9 и 12, причем сейчас магнитные моменты ионов направлены вдоль осей отличных от случая с Ni в положениях 9, 12.
В результате для т1 имеем АФМ структуру вдоль оси Z, для т2 - АФМ вдоль X и ФМ вдоль Y, для т3 -ФМ вдоль Z и для т4 - ФМ вдоль X и АФМ вдоль Y.
В ходе проделанного исследования были изучены известные сведения о кристаллах Ni5Ge(O2BO3)2; осуществлен теоретико-групповой анализ магнитной структуры; построены возможные магнитные структуру кристалла для различных вариантов упорядочения магнитных ионов.
Библиографические ссылки
1. Ковалев О. В. Неприводимые представления пространственных групп. Киев, 1961.
2. Изюмов Ю. А., Найш В. Е., Озеров Р. П. Нейтронография магнетиков. М. : Атомиздат, 1981.
3. XVIII Всерос. науч. конф. студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-18, Красноярск): материалы конференции. В 1 т. Т. 1. Красноярск : Изд-во АСФ Россия, 2012.
4. International Tables for Crystallography (2006). Vol. A.
© Назаренко И. И., 2012
