Влияние термического отжига на магнитные свойства сплава Hastelloy C-276 с промежуточными буферными слоями Al2O3/Y2O3/MgO/LaMnO3
https://doi.org/10.26907/2541-7746.2025.2.397-408
Аннотация
Представлены результаты экспериментального исследования морфологии поверхности, элементного состава и магнитных свойств подложек Хастеллой С-276 с промежуточными буферными слоями Al2O3/Y2O3/MgO/LaMnO3 и напылённым сверхпроводником MgB2 . Исследование проведено в интервале магнитных полей от −5 Тл до 5 Тл и температурном диапазоне 5–15 К при различных температурах отжига лент в интервале 623–923 K. Вакуумный отжиг оказывает значительное влияние на магнитные характеристики подложки, изменение величины удельного магнитного момента в зависимости от температуры отжига составляет 20 % в интервале температур 5–15 К.
Ключевые слова
Хастеллой С-276,
термический отжиг,
магнетизм,
сверхпроводимость,
диборид магния,
вибрационная магнитометрия
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-72-10088, https://rscf.ru/project/22-72-10088/
Об авторах
И. В. Янилкин
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия
Россия
Игорь Витальевич Янилкин, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт физики
г. Казань
А. И. Гумаров
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия
Россия
Амир Илдусович Гумаров, старший научный сотрудник, Институт физики
г. Казань
Д. С. Увин
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия
Россия
Денис Сергеевич Увин, младший научный сотрудник,
Институт физики
г. Казань
А. Г. Киямов
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия
Россия
Айрат Газинурович Киямов, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физики
г. Казань
С. А. Хохорин
Национальный исследовательский университет ИТМО
Россия
Россия
Савелий Артемович Хохорин, студент
г. Санкт-Петербург
Р. Г. Батулин
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия
Россия
Руслан Германович Батулин, кандидат физико-математических наук, доцент, Институт физики
г. Казань
Список литературы
1. Batulin R., Cherosov M., Kiiamov A., Rudnev I., Khokhorin S., Uvin D., Rogov A., Tayurskii D. The physical properties of Hastelloy® C-276TM and Hastelloy® C-276TM with Al2O3/Y2O3/MgO/LaMnO3 buffer layers down to cryogenic temperatures for applications in superconducting magnets // Cryogenics. 2023. V. 137. Art. 103776. https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2023.103776.
2. Lu J., Choi E.S., Zhou H.D. Physical properties of Hastelloy® C-276TM at cryogenic tempera- tures // J. Appl. Phys. 2008. V. 103, No 6. Art. 064908. https://doi.org/10.1063/1.2899058.
3. Lee S., Petrykin V., Molodyk A., Samoilenkov S., Kaul A., Vavilov A., Vysotsky V., Fetisov S. Development and production of second generation high Тс superconducting tapes at SuperOx and first tests of model cables // Supercond. Sci. Technol. 2014. V. 27, No 4. Art. 044022. https://doi.org/10.1088/0953-2048/27/4/044022.
4. Zhao Y., Zhu J.-M., Jiang G.-Y., Chen C.-S., Wu W., Zhang Z.-W., Chen S.-K., Hong Y.M., Hong Z.-Y., Jin Z.-J. Progress in fabrication of second generation high temperature supercon- ducting tape at Shanghai Superconductor Technology // Supercond. Sci. Technol. 2019. V. 32, No 4. Art. 044004. https://doi.org/10.1088/1361-6668/aafea5.
5. Wang K., Dong H., Huang D., Shang H., Xie B., Zou Q., Zhang L., Feng C., Gu H., Ding F. Advances in second-generation high-temperature superconducting tapes and their applications in high-field magnets // Soft Sci. 2022. V. 2, No 3. Art. 12. https://doi.org/10.20517/ss.2022.10.
6. Rudnev I., Abin D., Pokrovskii S., Anishchenko I., Starikovskii A., Osipov M. Influence of ion irradiation on critical characteristics of second-generation HTSC tapes // IEEE Trans. Appl. Supercond. 2022. V. 32, No 4. Art. 8000905. https://doi.org/10.1109/TASC.2022.3164629.
7. Chen Z., Calvi M., Durrell J., Boffo C., Wei D., Zhang K., Zhao Z. Recent progress in high-temperature superconducting undulators // Superconductivity. 2024. V. 12. Art. 100134. https://doi.org/10.1016/j.supcon.2024.100134.
8. Hata S., Sosiati H., Kuwano N., Tomokiyo Y., Matsumoto A., Fukutomi M., Kitaguchi H., Komori K., Kumakura H. Effects of heat treatments on microstructure formation in MgB2 /YSZ/Hastelloy film // IEEE Trans. Appl. Supercond. 2005. V. 15, No 2. P. 3238–3241. https://doi.org/10.1109/TASC.2005.848834.
9. Putri W.B.K., Kang B., Van Duong P., Kang W.N. Reducing delamination in MgB2 films deposited on Hastelloy tapes by applying SiC buffer layers // Thin Solid Films. 2015. V. 590. P. 80–83. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2015.07.057.
10. Kang B., Putri W.B.K., Kang W.N. Effect of SiC buffer layer on flux pinning property of MgB2 tapes // Curr. Appl. Phys. 2019. V. 19, No 6. P. 670–674. https://doi.org/10.1016/j.cap.2019.03.012.
11. Zhang X.Y., Zhong J., Guo S., Zhao J. Control of deformation and annealing process to produce incoherent Σ3 boundaries in Hastelloy C-276 alloy // Nucl. Mater. Energy. 2021. V. 27. Art. 100944. https://doi.org/10.1016/j.nme.2021.100944.
12. Kumar G.S., Sivamaran V., Lokanadham R., Raju C., Mandal T.K. Influence of heat treatment on microstructure and mechanical properties of pulsed Nd:YAG laser welded dissimilar sheets of Hastelloy C-276 and monel 400 // Phys. Scr. 2023. V. 98, No 9. Art. 095933. https://doi.org/10.1088/1402-4896/aceb3b.
13. Zhang C., Zhang L., Cui Y., Feng Q., Cheng C. Effects of high-temperature aging on precipitation and corrosion behavior of a Ni-Cr-Mo-based Hastelloy C276 superalloy // J. Mater. Eng. Perform. 2020. V. 29, No 3. P. 2026–2034. https://doi.org/10.1007/s11665-020-04723-y.
14. Yanilkin I.V., Gumarov A.I., Rudnev I.A., Fatikhova L.R., Kiiamov A.G., Denisov A.E., Khokhorin S.A., Tayurskii D.A., Batulin R.G. Synthesis of MgB2 films on Hastelloy-C276 tape with Al2O3/Y2O3/MgO/LaMnO3 buffer layers by magnetron sputtering in co-evaporation mode // Supercond. Sci. Technol. 2024. V. 37, No 8. Art. 085015. https://doi.org/10.1088/1361-6668/ad5c09.
15. Balcells L., Beltr´an J.I., Mart´ınez-Boubeta C., Konstantinovi´c Z., Arbiol J., Mart´ınez B. Aging of magnetic properties in MgO films // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97, No 25. Art. 252503. https://doi.org/10.1063/1.3527963.
16. Yufeng C., Wang G., Zhengfeng S., Shenggao W., Yangwu M., Quanrong D., Jingjing Y. Magnetic characteristics of LaMnO3+𝛼 thin films deposited by RF magnetron sputtering in an O 2 /Ar mixture gas // Mater. Res. Express. 2021. V. 8, No 1. Art. 016101. https://doi.org/10.1088/2053-1591/abd6a3.
17. Kim H.S., Christen H.M. Controlling the magnetic properties of LaMnO3 thin films on SrTiO3(100) by deposition in a O 2 /Ar gas mixture // J. Phys.: Condens. Matter. 2010. V. 22, No 14. Art. 146007. https://doi.org/10.1088/0953-8984/22/14/146007.
18. Atamert S., Bhadeshia H.K.D.H. Nickel based hardfacing alloys for high temperature applications // Mater. Sci. Technol. 1989. V. 5, No 12. P. 1220–1228. https://doi.org/10.1179/mst.1989.5.12.1220.
Рецензия
Для цитирования:
Янилкин И.В., Гумаров А.И., Увин Д.С., Киямов А.Г., Хохорин С.А., Батулин Р.Г. Влияние термического отжига на магнитные свойства сплава Hastelloy C-276 с промежуточными буферными слоями Al2O3/Y2O3/MgO/LaMnO3. Ученые записки Казанского университета. Серия Физико-математические науки. 2025;167(2):397-408. https://doi.org/10.26907/2541-7746.2025.2.397-408
For citation:
Yanilkin I.V., Gumarov A.I., Uvin D.S., Kiiamov A.G., Khokhorin S.A., Batulin R.G. Effect of thermal annealing on the magnetic properties of Hastelloy C-276 alloy with intermediate Al2O3/Y2O3/MgO/LaMnO3 buffer layers. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Fiziko-Matematicheskie Nauki. 2025;167(2):397-408. (In Russ.) https://doi.org/10.26907/2541-7746.2025.2.397-408
Просмотров:
22
Послать статью по эл. почте 