npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562926010082BBQYOInpe-594Research ArticleПерспективные конструкционные материалыPromising Structural MaterialsПОЗИТРОННАЯ ДИАГНОСТИКА FE–GA СПЛАВОВPOSITRON DIAGNOSTICS OF FE–GA ALLOYSДубовЛ. Ю.DubovL. Yu.ШтоцкийЮ. В.ShtotskyYu. V.ИлюхинаО. В.IlyukhinaO. V.АкмаловаЮ. А.AkmalovaYu. A.БудаеваЛ. И.BudaevaL. I.СтепановС. В.StepanovS. V.Курчатовский комплекс теоретической и экспериментальной физики, Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Reasearch Centre “Kurchatov Institute”; National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian FederationКурчатовский комплекс теоретической и экспериментальной физики, Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”РоссияNational Reasearch Centre “Kurchatov Institute”Russian FederationНациональный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation2026160420261711221Copyright © Дубов Л.Ю., Штоцкий Ю.В., Илюхина О.В., Акмалова Ю.А., Будаева Л.И., Степанов С.В., 20262026Дубов Л.Ю., Штоцкий Ю.В., Илюхина О.В., Акмалова Ю.А., Будаева Л.И., Степанов С.В.Dubov L.Y., Shtotsky Y.V., Ilyukhina O.V., Akmalova Y.A., Budaeva L.I., Stepanov S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/594

В работе приведены результаты исследования поведения вакансионных дефектов в сплавах (Fe100–xGax), содержащих от 16.5 до 33% Ga, полученные с помощью спектроскопии времени жизни позитронов (PALS). Установлено, что поведение вакансий в процессах упорядочения в сплавах с содержанием галлия x > 25 существенно отличается от сплавов с x < 25. Все исследованные сплавы, закаленные при 1000°С, содержат высокую концентрацию вакансионно-углеродных (VC) комплексов (> 2 · 10–4 ат–1), в которых время жизни позитронов линейно изменяется от ~ 160 пс при x = 16.5% до ~ 180 пс при x = 33% Ga. Наблюдаемые изменения времени жизни позитронов и соответствующие изменения концентрации вакансий коррелируют с периодами перестройки фазового состава образцов.

In the present work we study dynamics of vacancy-type defects in Fe–Ga alloys (galfenols) with gallium content ranging from 16.5 to 33.0%. At the beginning, a brief overview of the basic properties and crystal structure of Fe–Ga alloys is presented. Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy (PALS), Neutron Diffraction and X-Ray Diffraction (XRD) methods show a high degree of correlation in changes in the positron lifetime and phase composition of the samples. A comparison of positron data and the results of structural analysis reveal notably different behaviour of defects ordering in alloys with gallium content x higher and lower than 25%. All the alloys quenched at 1000°C demonstrate high concentration of iron monovacancies (>2 × 10−4 at−1), and positron lifetime linearly grows from ~160 ps at x = 16.5% to ~180 ps at x = 33.0% (tangent 1.5 ps/1%Ga). The observed changes of the positron lifetime correlate with phase composition of the samples.

галфенолывакансионные комплексывремя жизни позитроновgalphenolsvacancy complexespositron lifetimeАвторы выражают глубокую благодарность сотрудникам Национального университета науки и технологии “МИСИС” (Москва) профессору, д.ф.-м.н. Головину Игорю Станиславовичу и к.т.н. Палачевой Валерии Валерьевне за изготовление серий образцов и обсуждение полученных результатов. Работа выполнена в рамках финансирования государственного задания НИЦ “Курчатовский институт”. Экспериментальная часть работы осуществлена при поддержке и с использованием оборудования Центра коллективного пользования КАМИКС (http://kamiks.itep.ru/; НИЦ “Курчатовский институт”).ReferencesClark A.E., Restorff J.B., Wun-Fogle M., Lograsso T.A., Schlagel D.L. // IEEE Trans. Magn. 2000. V. 36. P. 3238.Clark A.E., Restorff J.B., Wun-Fogle M., Lograsso T.A., Schlagel D.L. // IEEE Trans. Magn. 2000. V. 36. P. 3238.Atulasimha J., Flatau A.B. // Smart Mater. Struct. 2011. V. 20. P. 043001.Atulasimha J., Flatau A.B. // Smart Mater. Struct. 2011. V. 20. P. 043001.Srisukhumbowornchai N., Guruswamy S. // J. Appl. Phys. 2001. V. 90. P. 5680.Srisukhumbowornchai N., Guruswamy S. // J. Appl. Phys. 2001. V. 90. P. 5680.Golovin I.S., Dubov L.Yu., Funtikov Yu.V., Palacheva V.V., Cifre J., Hamana D. // Phys. Met. Mater. Sci. 2015. V. 46. P. 1131–1139.Golovin I.S., Dubov L.Yu., Funtikov Yu.V., Palacheva V.V., Cifre J., Hamana D. // Phys. Met. Mater. Sci. 2015. V. 46. P. 1131–1139.Čıžek J., Lukáč F., Melikhova O., Procházka I., Kužel R. // Acta Mater. 2011. V. 59. P. 4068–4078.Čıžek J., Lukáč F., Melikhova O., Procházka I., Kužel R. // Acta Mater. 2011. V. 59. P. 4068–4078.Hautojarvi P., Corbel C. // Proc. Int. School of Physics “Enrico Fermi”. Dupasquier A., Mills A.P. (Eds.). 1995. P. 491.Hautojarvi P., Corbel C. // Proc. Int. School of Physics “Enrico Fermi”. Dupasquier A., Mills A.P. (Eds.). 1995. P. 491.Giebel D. and Kansy J. // Phys. Procedia. 2012. V. 35. P. 122.Giebel D. and Kansy J. // Phys. Procedia. 2012. V. 35. P. 122.Brandt W. // Appl. Phys. 1974. V. 5. P. 1.Brandt W. // Appl. Phys. 1974. V. 5. P. 1.Melikhova O., Čižek J., Kuriplach J., Procházka I., Lukáč F., Cieslar M., Anwand W., Brauer G. // J. Phys.: Conf. Ser. 2011. V. 265. P. 012016.Melikhova O., Čižek J., Kuriplach J., Procházka I., Lukáč F., Cieslar M., Anwand W., Brauer G. // J. Phys.: Conf. Ser. 2011. V. 265. P. 012016.Melikhova O., Cizek J., Kuriplach J., Prochazka I., Cieslar M., Anwand W., Brauer G. // Intermetallics. 2010. V. 18. P. 592–598.Melikhova O., Cizek J., Kuriplach J., Prochazka I., Cieslar M., Anwand W., Brauer G. // Intermetallics. 2010. V. 18. P. 592–598.Yabuuchi A., Tanaka M., Kinomura A. // J. Nucl. Mater. 2019. V. 24.Yabuuchi A., Tanaka M., Kinomura A. // J. Nucl. Mater. 2019. V. 24.Dubov L.Yu., Shtotsky Yu.V., Akmalova Yu.A., Funtikov Yu.V., Palacheva V.V., Golovin I.S. // Mater. Lett. 2016. V. 171. P. 46–49.Dubov L.Yu., Shtotsky Yu.V., Akmalova Yu.A., Funtikov Yu.V., Palacheva V.V., Golovin I.S. // Mater. Lett. 2016. V. 171. P. 46–49.Press M.R., Khanna S.N. Jena P., Puska M.J. // Z. Phys. B: Cond. Matter. 1990. V. 81 (2). P. 281–289.Press M.R., Khanna S.N. Jena P., Puska M.J. // Z. Phys. B: Cond. Matter. 1990. V. 81 (2). P. 281–289.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.