Молибден магнитится или нет: Молибден магнитится или нет

Молибден магнитные свойства — Справочник химика 21

    По магнитным свойствам различают диамагнитные металлы (выталкиваемые из магнитного поля) и парамагнитные (втягиваемые магнитным полем). Диамагнитны медь, серебро, золото, цинк, кадмий, ртуть, цирконий. Парамагнитными считают скандий, иттрий, лантан, титан, ванадий, ниобий, тантал, хром, молибден, вольфрам, марганец, рений, рутений, радий, палладий, осмий, иридий, платину. Железо, кобальт и никель обладают ферромагнетизмом, т. е. особенно высокой магнитной восприимчивостью. [c.257]
    КОБАЛЬТА СПЛАВЫ — сплавы на основе кобальта. Отличаются малым коэфф. термического расширения — (15,9 — 16,5) 10 град в интервале т-р 20—870 С, жаростойкостью, высокой коррозионной стойкостью и особыми магнитными свойствами. Наибольшее применение нашли снлавы кобальта с тяжелыми металлами — железом, хромом, никелем, молибденом, вольфрамом и др. (табл.), нредставляюш,ие собой твердые растворы. Такие снлавы подразделяют на твердые, жаропрочные и магнитные. К твердым относятся сплавы типа стеллит, наплавляемые (для повышения износостойкости и реставрации рабочих органов) на кромки режупц1Х инструментов и детали машин. Стеллиты, содержащие 80% Со и 20% Сг, наз. мягкими (см. также Стеллит, Твердые сплавы). Твердые сплавы, упрочненные карбидными фазами с содержанием до 1% С, способны сохранять св-ва до т-ры  [c.597]

    Недавно было обнаружено, что следы примесей имеют значение и для явлений сверхпроводимости. Вначале полагали, что молибден не является сверхпроводником. Однако по мере очистки выяснилось, что молибден обладает свойствами сверхпроводимости [61. Найдено, что температура перехода к сверхпроводимости зависит от состояния примесей в пробе наибольшее значение имеют примеси с магнитным моментом, взаимодействующие с электронами проводимости. Так, например, найдено, что 0,01% железа [c.30]

    Известно, что наплучшую прокалпваемость стали придает молибден, наибольшую вязкость сталь приобретает от введения никеля, а ее магнитные свойства усиливаются присутствием кобальта.

Далеко не всегда можно точно сказать, почему та пли иная легирующая добавка придает стали определенные качества. А вот о причинах улучшения свойств стали ванадием многое известно достаточно полно и достоверно. [c.338]

    Систематически исследованы магнитные свойства сплавов урана с железом [16, 31, 50, 54], палладием [14], молибденом [11, 15], ниобием [12, 15] и цирконием [15]. [c.223]

    При повышенных температурах и давлениях водород диффундирует в металлы. Наибольшее количество водорода поглощает палладий, который не только адсорбирует, но и растворяет Нз. В палладий водород проникает уже при 240° С, диффузия водорода в мягкое железо значительна при 40—50 ат и температуре около 400° С. Поглощение водорода многими металлами (Ре, Со, N1 и др.) увеличивается с повышением температуры и давления. При охлаждении металла и снижении давления большая часть поглощенного водорода выделяется. При сверхвысоких давлениях сталь заметно поглощает водород даже при комнатной температуре. Количество адсорбируемого водорода зависит от структуры поверхности металла. Металлический порошок поглощает водорода больше, чем сплавленный, вальцованный или кованый металл. При поглощении водорода могут изменяться твердость, термическая стойкость, текучесть, электропроводность, магнитные и другие свойства металлов и сплавов. Для уменьшения диффузии водорода в металлы при повышенных давлениях и температурах обычно применяют легированные стали, содержащие хром, молибден, ванадий, вольфрам и другие легирующие металлы. 

[c.19]

    Осадки указанного состава имели более низкую магнитную проницаемость в области средних и высоких полей, чем аналогичные металлургические сплавы. Для улучшения магнитных свойств пермаллоев в них вводят молибден. В данном случае добавление в электролит комплексных солей молибдена привело к появлению хрупкости осадков, что сделало невозможным их практическое применение. 

[c.230]

    Еще несколько лет назад не были известны никакие другие фториды молибдена, кроме гексафторида. Недавно, однако, был приготовлен трифторид пропусканием фтористого водорода над трехбромистым молибденом при 600 » С. Трехфтористый молибден — темно-розовое вещество, которое нерастворимо в воде, но разлагается щелочами. Ни нагреванием, ни действием водорода не удается превратить его в дифторид. Последний, по-видимому, нестоек и подвергается диспропорционированию фтористый водород и двубромистый молибден при 800 °С образуют лишь металлический молибден и гексафторид . Бледно-фиолетовые комплексы трехвалентного молибдена, например КМо 4 Н2О, синтезированы прибавлением фторидов щелочных металлов к раствору полученного электролитическим путем трехфтористого молибдена, но более поздних публикаций относительно этих соединений нет. Трехфтористый молибден кристаллизуется, имея структуру КеОз, и изоморфен трехфтористым ниобию и тан талу . Магнитные свойства его не были исследованы. 

[c.104]

    Другие металлы (алюминий, хром, титан, ванадий, молибден), обладают очень слабой способностью намагничиваться, причем без специальных приборов обнаружить их магнитные свойства нельзя. Эти металлы объединены в группу так называемых парамагнитных металлов (от греческого — около, возле). [c.301]

    Широко применяется молибден и в различной электровакуумной аппаратуре, в выпрямителях тока, для изготовления контактов прерывателей тока и электродов для атомноводородной сварки. Однако в значительно больших количествах, чем в чистом состоянии,. молибден применяется в виде сложных сплавов, главным образом, сталей, в которые он вводится для повышения предела упругости, сопротивления разрыву, антикоррозионных свойств и, наконец, за способность сохранять постоянство магнитных свойств. 

[c.462]

    По химическому составу сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения являются многокомпонентными сплавами на железоникелевой и железохромистой основах. Для получения требуемого сочетания свойств основы этих сплавов (Р—N1, Ре—Сг) дополнительно легированы кобальтом, медью, титаном, алюминием, ванадием, молибденом, вольфрамом и др. (одним или несколькими из указанных элементов одновременно). В табл. 16 приведены данные об электрических, магнитных и [c.39]

    Изучение механизма совместного разряда ионов различных металлов с целью получения сплавов имеет большое практическое значение. Электролитическое осаждение сплавов позволяет получать покрытия, обладающие разнообразными свойствами. Особенно важным является получение таких электролитических сплавов, которые обладают магнитными свойствами [41], сверхпроводимостью [42], полупроводниковыми свойствами [43], жаростойкими и т. д. Кроме того, ряд таких металлов, которые невозможно получить в чистом виде при электролизе водных растворов, можно осадить в виде сплавов с другими металлами. Так получаются, например, сплавы металлов группы железа с вольфрамом [44], молибденом [45], титаном [46] и др. С другой стороны, исследование закономерностей совместного разряда различных видов ионов дает возможность в некоторых случаях решить задачу получения металлов высокой чистоты. 

[c.110]

    Влияние примесей. Примеси значительно влияют на свойства сталей. Кремний повышает прочность, упругость и магнитную проницаемость сталей. Например, стали с содержанием кремния до 2% являются хорошим материалом для рессор, а стали с содержанием кремния до 4% и углерода до 0,1% идут на изготовление магнитов. Марганец увеличивает твердость, прочность, упругость и способствует самозакаливаемости стали. Хром увеличивает прочность, твердость, упругость, износостойкость от трения, сопротивление коррозии, а также способствует самозакаливаемости стали и улучшает магнитные свойства ее. Никель увеличивает вязкость, прочность, сопротивление коррозии, способствует прокаливаемости и самозакаливаемости стали. Сочетание хрома с никелем придает сталям очень высокие механические свойства. Вольфрам повышает прочность, твердость, способствует прокаливаемости и самозакаливаемости, а также придает стали стойкость при высоких температурах. Например, режущие инструменты из стали с содержанием вольфрама свыше 5% при нагревании до 600—700°С не теряют режущие способности.

Ванадий, при содержании его до 0,7%, повышает прочность, упругость, твердость и вязкость стали. Молибден повышает прочность, твердость, упругость, прокаливаемость и самозакаливаемость стали. Алюминий при содержании до 1,0—2,5% позволяет получать очень высокую твердость поверхности стали после нитрирования (насыщения поверхности стали азотом при температуре 470—600°). Медь и мышьяк увеличивают хрупкость стали.  [c.13]

    Известны два оксифторида шестивалентного вольфрама. У0р4 и 02р2, а также ряд комплексных оксифторидов эти вещества напоминают соответствующие соединения молибде-на з5. > 1.Шестифтористый молибден реагирует с растворами иодидов щелочных металлов в двуокиси серы, образуя белые комплексы общей формулы М Рб они также весьма сходны по свойствам и структуре с молибденовыми аналогами. Однако магнитные свойства их более сложны, и они обнаруживают ан-тиферромагнитность . [c.106]

    Легированные стали. Как разнообразны применения стали, так разнообразны и предъявляемые к ней в каждом случае требования. От строительной или конструкционной стали (арматура зданий, мосты, суда) требуется высокая прочность и хорошая свариваемость, от инструментальной (режущий, мерительный и штамовый инструмент) — высокая твердость и износоустойчивость, от стали других назначений — упругость, жаростойкость, жароупорность, кислотоупорность, высокие магнитные свойства (сердечники электромагнитов) или, наоборот, немагнитность. Придание стали заданных механических, физических или химических свойств достигается введением в нее добавочных, легирующих элементов, по одному, по два и более. В качестве легирующих элементов в металлургии используются главным образом металлы старших групп периодической системы ванадий, хром, марганец, вольфрам, молибден, никель, а из металлоидов кремний и бор. Легирующие элементы либо образуют в массе сплава химические соединения с его другими составными частями, чаще всего карбиды, либо же при затвердевании сплава кристаллизуются в виде твердого раствора в а-, а иногда в у-железе.

Так, при затвердевании высоколегированных никелевых и марганцевых сталей превращения у-железа в а-железо не происходит, и затвердевшая сталь представляет твердый раствор никеля или марганца в у-железе. Большинство легированных сталей и прочих промышленных сплавов, как дюралюминий, электрон, латунь, бронза, имеют структуру твердых растворов.  [c.699]

    Для изготовления элементов сопротивления получили применение сплавы 1икеля с хромом и марганцем (нихромы), легированные присадкой 1—7% Мо, так как молибден повышает электрическое сопротивление сплавов, не снижая их жароупорности. Благоприятное действие молибдена а магнитные свойства обусловило его применение в качестве присадки в вольфрамовые и хромовые магнитные стали с целью повышения их коэрцитивной силы. Безуглеродистые железомолибденовые сплавы, содержащие 14—24% Мо, обладают хорошими магнитными свойствами— высокой остаточной индукцией при высокой коэрцитивной силе. [c.463]

    Сакони, Чини и Саймон [13, 14] в результате изучения магнитных свойств и снятия спектрофотометрических кривых пришли к выводу, что пятивалентный молибден находится в растворах в виде полимеров — (МоОг+)А , где х = 2—4. [c.111]

    Использование кобальта в технике. Кобальт используется как легирующий металл в сталях, придавая им особые свойства (стали нержавеющие, инструментальные, с особыми магнитными свой-стками). Кобальт также является основой жаропрочных сплавов, леп ,юваниь х титаном, хромом, молибденом и другими металлами, Большое количество кобальта иснользуется в производстве сверхтвердых материалов на основе карбидов титана и вольфрама. [c.315]

---

AISI 430 магнитится или нет

Сделать заказ можно по телефону

Наши специалисты с радостью вам помогут

+7 495 775-50-79

Как отличить качественную нержавеющую арматуру или полосу от дешевой и недолговечной копии? Очень часто задаются вопросом: «aisi 430 магнитится или нет?» Дать точного ответа никто не может. Причина состоит в том, что для получения заготовок необходимо свыше 5 элементов, которые имеют разные параметры. В сочетании друг с другом продукт и вовсе изменяет свое отношение к магнитам.

Металлопродукция – товары, в основе которых лежит сплав черных или цветных металлов. В зависимости от сочетания компонентов и их доли на общую массу, меняются не только ковкость и устойчивость к физическим повреждениям, но и внешние характеристики. Зачастую изменения касаются каждого свойства, в том числе и его магнитных качеств.

Одной из наиболее заметных категорий черного металлопроката является сталь. Она изготавливается путем проката через холоднокатаный и горячекатаный станок. От вида ее производства меняется степень огнеупорности и пластичности. Если взят процесс реализации под воздействием высоких температур, то на выходе получается сырье способное выдерживать суровые климатические изменения. Для сплава реализованного под действием холода характерна повышенная гибкость и теплопроводность.

Углеродистая сталь – основа производства гладкой или рифленной нержавейки. Она универсальна, потому активно используется в самых разных сферах общества:

• пищевая индустрия;
• строительство;
• тепло- и электроэнергетика;
• химическая и нефтегазовая промышленность;
• архитектура;
• машиностроение и так далее.

Магнитные свойства

Стальное изделие бывает двух типов:

• Ферритной. Заготовки данной группы примагничиваются. Дополнительными легирующими элементами является медь, титан и молибден. При сохранности своей пластичности, металлопрокат обладает высокой прочностью. Исключена межкристаллитная коррозия.
• Аустенитной. Исключены физико-химические явления по действием магнитов. Используется для реализации изделий кухонного назначения: тары, оборудования пищевой промышленности, сковородки, раковины. Находит применение в медицинской сфере: из такого сырья реализуются иглы.

При этом наличие или отсутствие такой характерной особенности никак не влияет на функциональность материала и ее коррозийную стойкость. Оба варианта имеют высокие антикоррозионные характеристики.

Может ли AISI 430 магнитится или нет? Ответ однозначный: да, если она относится к ферритным металлическим конструкциям. Это значит, что в ее составе преобладает содержание хрома и практически отсутствует никель и марганец.

Стальные материалы: особенности и отличия

Независимо от вышеуказанной черты, покрытие данной марки может быть двух видов:

• глянцевая;
• матовая.

Для каждой из них разработана своя технология обработки. Что сделать поверхность блестящей, отражающее все вокруг с максимальной точностью необходима длительная полировка. Это позволило архитекторам создавать уникальные предметы интерьера и возводить современные постройки с эксклюзивным дизайном.

Для получения шероховатой фактуры требуется шлифовка металла. Специальный инструмент с грубой насадкой делает покрытие более темным, без бликов, ярко выраженного сияния. Применение такого проката требуется для штамповки деталей и конструкций, которые в большей части будут находится внутри установок и систем (в конструировании автомобиля или самолета).

Если нужна нержавеющая труба, полоса, круг или проволока, но встает вопрос о ее дополнительных параметрах, следует помнить об отсутствии реакции магнитов на долговечность металлопродукции и ее внешние показатели.

Приём металла — Методичка по редко земельному металлу

Баббит – антифрикционный сплав на основе олова или свинца, предназначенный для использования в виде слоя, залитого или напыленного по корпусу вкладыша подшипника.

Добавки меди дополнительно увеличивает твердость оловянных баббитов.

Свинцовокальциевый баббит используют в подшипниках подвижного состава железнодорожного транспорта.

Баббит Б83 идет только в ГОСТ чушках с выбитым клемом Б-83.

Если свинца более 0,35% то закрывается как Б-80.

Баббит Б-50 (Sn 49-78% остальное свинец)

Баббит Б-16 (Sn 15-48%, Sb 15-17%, Cu 1.5-2% остальное свинец)

Баббит БН (Sn 10-15%, Sb -10%, остальное Pb) 

Вольфрам (W) — блестящий светло-серый металл, имеющий самые высокие доказанные температуры плавления и кипения, является одним из наиболее тяжёлых, твёрдых и самых тугоплавких металлов, хорошо поддаётся ковке и может быть вытянут в тонкую нить. Встречается в виде проволоки, ленты, экранов от печей и прочих деталей. В очищенном виде вольфрам — серебристо-белый, напоминает по внешнему виду сталь или платину. (не магнитит, имеет желтую искру, может быть радиоактивным)

Вольфрам – хим состав W-99%

Вольфрам ВН (W от 85%, Ni не более 10%)

Вольфрам ВНД (W от 85%, Ni не более 10%, Cu не более 5%)

Вольфрам ВНЖ (W от 85%, Ni не более 10%, Fe не более 3%)

ВК ТК (твердые сплавы) — твёрдые и износостойкие металлические материалы, способные сохранять эти свойства при 900—1150 °C. В основном изготовляются из высокотвердых и тугоплавких материалов на основе карбидов вольфрама, титана, тантала, хрома, связанные кобальтовой металлической связкой, при различном содержании кобальта или никеля. ВК ТК (проверяется болгаркой) короткая желтая искра, магнитит ВК ТК с наплавками медно-латунные, желтого цвета.

Магниты ЮНДК — сплав железа (53 %), алюминия (10 %), никеля (19 %) и кобальта (от 18 %). Зарубежные аналоги называют альнико (англ. Alnico) — акроним от входящих в состав элементов. Сплав обладает высокой остаточной намагниченностью, применяется для изготовления постоянных магнитов. Альнико получают литьем, из порошков и горячей деформацией слитка. Альнико обладает высокой коррозионной устойчивостью, большим значением Br (сила магнитного поля) и стабильностью при высоких температурах (до 550 °C). Материал имеет крупнозернистую структуру, спрессованный в различные формы (диск, полукруг и т.д.)

Молибден (Mo) добывают из руд, содержащих до 50% непосредственно вещества, около 30% серы, 9 % кремния и незначительном присутствии других элементов. Фактически руду используют, как концентрат, подвергающийся обжигу. Температура этого этапа составляет 570 — 600 0С, он протекает в специальных печах. Результатом становится огарок, содержащий оксид молибдена, загрязненный примесями. Молибден добавляется в состав стали вместе с рядом других элементов. Процентное содержание определяет тип, полученного продукта: легированная (0,1 — 0,3 %) или инструментальная (3 — 10 %) сталь. Именно его впоследствии используют, когда легируют сталь. Это направление остается основным в применении металла. Лишь 30% добытого молибдена находит место в промышленности, как чистый металл или сплав, где он сохраняет свою первенствующую значимость. Его используют при производстве ядерных реакторов, обшивок космических кораблей.

Быстрорежущие стали (Р9, Р18, Р6М5, Р6М3, Р3М3) — легированные стали, предназначенные, главным образом, для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания. Легирование быстрорежущих сталей вольфрамом, молибденом, ванадием и кобальтом обеспечивает горячую твердость и красностойкость стали. Цифра после буквы «Р» обозначает среднее содержание в ней вольфрама (в процентах от общей массы). Затем указывается после букв М, Ф и К содержание молибдена, ванадия и кобальта. Инструменты из быстрорежущей стали иностранного производства обычно маркируются аббревиатурой HSS. Материал имеет красную короткую искру, которую легко можно отличить от чермета, проведя болгаркой. В приеме сверл обращать на концы сверел, чаще всего они идут железные (доп засор).

Никель (Ni) — металл серебристого цвета, часто покрыт зеленоватой оксидной плёнкой, которая предотвращает его дальнейшее окисление. Чистый никель — магнитит как чермет, твердый метал, но, тем не менее, очень пластичен, легко поддается ковке, всем видам волочения. Катодный никель имеет неровную шершавую поверхность, используется в гальванике, на болгарку видна короткая красная искра.

Анодный никель, гладкий в отличие от катода, имеет такие же свойства.

Медь (фосфористая) (Cu) имеет широкое применение в металлургии и машиностроении.

Существуют четыре основных области их применения:

• в качестве раскислителя при плавке меди и латуни, а также ряда других медных сплавов; при выплавке меди из катодов на заводах обработки цветных металлов лигатуру вводят в расплав из расчета 0,10- 0,15% Р;
• в качестве легирующего элемента при производстве фосфорсодержащих медных сплавов, из которых важнейшими являются деформируемые оловяннофосфористые бронзы типа БрОФ 6,5-0,15, литейные бронзы с содержанием до 1% Р; деформируемые бронзы, содержащие до 0,4%
• в качестве основного компонента припоев с содержанием фосфора от 3 до 10%; в качестве припоев используется как непосредственно лигатура типа МФ10, так и специально разработанные сплавы ПМФОЦр и ПМФЦЖ, содержащие 3-4 вес. %Р; основным потребителем припоев является машиностроение, в том числе производство бытовой техники.

Прецизионные сплавы — это те сплавы, которые характеризуются специальными физ. свойствами (электрическими, магнитными, тепловыми, упругими). Их уровень в значительной мере продиктован точностью химического состава, структурой, отсутствием вредных примесей. Чаще всего они изготавливаются на основе никеля, железа, меди, кобальта, ниобия и пр. Прецизионные сплавы имеют очень широкий спектр свойств. Например, может быть необходимо, чтобы в них наблюдалось чрезвычайно малое изменение физ. параметров при изменении тем-ры, магнитного или электрического полей, нагрузок (получаем инвар, элинвар, константан, перминвар). Иногда необходимо наоборот получить значительное изменение физ. параметров при изменении условий (получаем пермаллой, алюмель, хромель, пружинные сплавы, термобиметаллы и пр.).

Медно-никелевый сплав — сплавы на медной основе и содержащие в качестве основного легирующего элемента никель. В результате смешивания меди и никеля полученный сплав обладает повышенной стойкостью против коррозий, а электросопротивление и прочность возрастают. Медно-никелевые сплавы существуют двух типов электротехнические и конструкционные. К конструкционным сплавом относятся нейзильбер и мельхиор. К электротехническим относятся копель и константан

Титан (Ti) – цветной металл, имеющий серебристо-белую окраску, внешне напоминает сталь. Высокие антикоррозийные свойства и способность выдерживать большинство агрессивных сред делают этот металл незаменимым для химической промышленности. Из титана (его сплавов) изготавливают трубопроводы, емкости, запорную арматуру, фильтры, используемые при перегонке и транспортировке кислот и других химически активных веществ. Он востребован при создании приборов, работающих в условиях повышенных температурных показателях. (ярко-белая искра)

Олово (Sn) — пластичный, ковкий и легкоплавкий блестящий металл серебристо-белого цвета. Используется в основном как безопасное, нетоксичное, коррозионностойкое покрытие в чистом виде или в сплавах с другими металлами. Главные промышленные применения олова — в белой жести (луженое железо) для изготовления тары, в припоях для электроники, в домовых трубопроводах, в подшипниковых сплавах и в покрытиях из олова и его сплавов. Чистое олово обладает низкой механической прочностью при комнатной температуре (можно согнуть оловянную палочку, при этом слышится характерный треск, обусловленный трением отдельных кристаллов друг о друга).

Припои используются в электротехнике, для пайки трубопроводов. Такие сплавы могут содержать до 97% олова, медь и сурьму, увеличивающие твердость и прочность сплава.

Сурьма (Sb) – элемент, который добывается из руд. Сурьмяными рудами называют минеральные образования с содержанием сурьмы в таких количествах, чтобы при извлечении чистого металла, получить максимальный экономический и промышленный эффект. В чистом виде сурьма считается одним из самых хрупких металлов, но при сплаве с другими металлами она увеличивает их твердость и не происходит процесс окисления при обычных условиях. Эти достоинства заслуженно оценили в промышленной сфере, и теперь сурьма добавляется во многие сплавы. Не магнитит и не искрит, имеет крупнозернистую структуру и легко колется.

Висмут (Bi) — серебристо-белый металл, переливающийся различными оттенками. Чистый висмут отливает преимущественно розовым. Металл, в котором доминирует какой-либо другой цвет, является аллотропной модификацией. Висмут самый диамагнитный металл из всех существующих. Его магнитная восприимчивость равна 1,34·10−9 при 293 K. И данное качество, при наличии висмута, можно заметить невооруженным взглядом. Если подвесить образец металла на нитку и поднести к нему магнит, то он заметно от него отклонится. Висмут ценится за свою легкоплавкость, из него изготавливают модели для отливки сложных деталей, поскольку висмут имеет повышенные литейные свойства, и может заполнить мельчайшие детали формы. Им заливают металлографические шлифы, используют в протезировании.

Сплав Розе назван в честь германского химика Валентина Розе Старшего. Состав сплава: олово (25%), свинец (25%), висмут (50%). Сплав Вуда имеет в своем составе (12,5%) Кадмия, что делает его гораздо токсичнее. Представляют собой небольшие гранулы или прутки серебристого цвета. Температура плавления сплава Розе порядка +94..+96 °C (Сплава Вуда +68,5 °C), что позволяет им расплавляться и прибывать в жидком состоянии в кипящей воде, применяют для пайки и улучшения технических качеств деталей в приборах. С помощью этих кусочков металла соединяют алюминий, медь, серебро, латунь, никель и лудят платы и ювелирные изделия.

Цинк добывают из полиметаллических руд, содержащих 1—4 % Zn в виде сульфида, в природе как самородный металл не встречается, используется для восстановления благородных металлов. Цинк всех марок, кроме марки ЦВ00, изготовляют в виде чушек массой 19 — 25 кг и блоков массой 500, 1000 кг. Цветная маркировка чушки и блока (ЦО — одна полоса белого цвета, Ц1 — одна полоса зеленого цвета)

Феррованадий — ферросплав, содержит от 35 до 80 % V. Его получают восстановлением окислов ванадия углеродом, кремнием или алюминием. Основным сырьем для получения феррованадия служит пяти-окись ванадия, получаемая из концентратов ванадиевых руд или из железных руд с повышенным содержанием ванадия. Затем этот чугун перерабатывают в сталеплавильных печах ( мартен, конвертор) с окислением ванадия и обогащением получаемого при этом шлака окислами ванадия.

Ферромолибден — ферросплав, содержащий 50-60 % молибдена, используют вместо чистого молибдена при легировании стали, чугуна и сплавов.  Добавка молибдена в чугун увеличивает его прочность и сопротивление износу.

Нихром — общее название группы сплавов, состоящих, в зависимости от марки сплава, из 55—78 % никеля, 15—23 % хрома, с добавками марганца, кремния, железа, алюминия. Нихром обладает высокой жаростойкостью в окислительной атмосфере (до 1250 °C), высоким удельным электрическим сопротивлением (1,05—1,4 Ом·мм?/м), имеет минимальный температурный коэффициент электрического сопротивления. Он имеет повышенную жаропрочность, крипоустойчивость, пластичность, хорошо держит форму.

Нихром — дорогостоящий сплав, но, учитывая его долговечность и надёжность, цена не представляется чрезмерной.

Магнитные свойства стали А2 | TRISTARINVEST

На вопрос о том, магнитится ли нержавеющая сталь, однозначного ответа не существует, поскольку магнитные свойства сплавов определяются свойствами их структурных составляющих.

 

Классификация материалов по их магнитным свойствам

 

Тела, помещённые в магнитное поле, намагничиваются. Интенсивность намагничивания (J) прямо пропорциональна увеличению напряжённости поля (H):

 

J= ϰH, где ϰ – коэффициент пропорциональности, называемый магнитной восприимчивостью.

Если ϰ>0, то такие материалы называют парамагнетиками, а если ϰ

Некоторые металлы – Fe, Co, Ni, Cd – обладают чрезвычайно большой положительной восприимчивостью (около 105), они называются ферромагнетиками. Ферромагнетики интенсивно намагничиваются даже в слабых магнитных полях.

Нержавеющие стали промышленного назначения могут содержать в своей структуре феррит, мартенсит, аустенит или комбинации этих структур в разных соотношениях. Именно фазовыми составляющими и их соотношением определяется – магнитится нержавейка или нет.

 

Магнитная нержавеющая сталь: структурный состав и марки

 

Существуют две фазовые составляющие стали с сильными магнитными характеристиками:

 

Мартенсит, с точки зрения магнитных свойств, является чистым ферромагнетиком.

Феррит может иметь две модификации. При температурах, которые находятся ниже точки Кюри, он, как и мартенсит, ферромагнетик. Высокотемпературный дельта-феррит – парамагнетик.

Таким образом, коррозионностойкие стали, структура которых состоит из мартенсита, – это магнитная нержавейка. Эти сплавы реагируют на магнит, как обычная углеродистая сталь. А ферритные или феррито-мартенситные стали могут иметь различные свойства, зависящие от соотношения фазовых составляющих, но, чаще всего, и они ферромагнитны.

 

К данной категории относятся хромистые и некоторые хромникелевые стали. Они разделяются на следующие подгруппы:

 

Мартенситные стали твёрдые, упрочняются закалкой и отпуском, как обычные углеродистые стали. Применяются они в основном для производства столовых приборов, режущего инструмента и в общем машиностроении.

Стали 20Х13, 30Х13, 40Х13 мартенситного класса производятся преимущественно в термически обработанном шлифованном или полированном состоянии

 

Хромоникелевая сталь мартенситного класса 20Х17Н2 обладает более высокой коррозионной стойкостью, чем 13 %-ые хромистые стали. Эта сталь отличается высокой технологичностью – хорошо поддаётся штамповке, горячей и холодной, обрабатывается резанием, может свариваться всеми видами сварки.

 

Ферритные стали типа 08Х13 мягче мартенситных из-за меньшего содержания углерода. Одна из самых потребляемых сталей ферритного класса – магнитный коррозионностойкий сплав AISI 430, который является улучшенным аналогом марки 08Х17. Эта сталь применяется для изготовления технологического оборудования пищевых производств, используемого при мойке и сортировке пищевого сырья, измельчения, разделения, сортировки, расфасовки, транспортировки продукции.

Ферритно-мартенситные стали (12Х13) имеют в структуре мартенсит и структурно-свободный феррит.

Немагнитная нержавеющая сталь

 

К немагнитным сплавам относятся хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые стали следующих групп:

 

Аустенитные стали по объёму производства занимают ведущее место. Широко распространена нержавейка немагнитная аустенитного класса – сталь AISI 304 (аналог – 08Х18Н10). Этот материал применяется в производстве оборудования для пищевой промышленности, изготовления тары для кваса и пива, испарителей, столовых приборов – кастрюль, сковород, мисок, раковин для кухни, в медицине – для игл, судового и холодильного оборудования, сантехнического оборудования, резервуаров для жидкостей различного состава и назначения и сухих веществ. Стали 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т имеют прекрасную технологичность и высокую коррозионную стойкость во многих агрессивных средах.

​

Аустенитно-ферритным сталям характерно высокое содержание хрома и пониженное содержание никеля. Дополнительными легирующими элементами являются молибден, медь, титан или ниобий. Эти стали (08Х22Н6Т, 12Х21Н5Т, 08Х21Н6М2Т) имеют некоторые преимущества перед аустенитными сталями – более высокую прочность при сохранении требуемой пластичности, большую стойкость к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию.

​

К группе немагнитных материалов относятся также коррозионностойкие аустенитно-мартенситные и аустенитно-карбидные стали.

 

 

Способ определения, является ли немагнитная сталь коррозионностойкой

​

 

Как показывает изложенная выше информация, однозначного ответа на вопрос – нержавейка магнитится или нет – не существует.

 

Если сталь магнитится, можно ли узнать, является ли она коррозионностойкой? Для ответа на этот вопрос необходимо зачистить небольшой участок детали (проволоки, трубы, пластины) до блеска. На зачищенную поверхность наносят и растирают две-три капли концентрированного раствора медного купороса. Если сталь покрылась слоем красной меди – сплав не является коррозионностойким. Если никаких изменений на поверхности материала не произошло, то перед вами нержавеющая сталь.

 

Проверить в домашних условиях, относится ли сталь к группе пищевых сплавов, невозможно.

 

Магнитные свойства нержавеющей стали никак не влияют на эксплуатационные характеристики, в частности, на коррозионную стойкость материала.

Хром молибденовая сталь. CrMo. Статьи компании «АРСЕНАЛ ИНСТРУМЕНТА»

Chrome Molybdenum steel

15.04.15

Хром-молибден (Chrome Molybdenum steel — Хром молибденовая сталь или же Хромомолибденовая сталь) – еще один тип высоколегированной стали.
***
Небольшой процент добавления Молибдена в сплав в сочетании с добавлением хрома дает высокопрочную сталь широкого спектра применения, в том числе нефтяной, газовой, атомной, авиационной промышленности и многих других сферах, где есть потребность в качественной стали способной выдержать высокие нагрузки.
***
Хромомолибденовая сталь имеет высокую устойчивость к температурам, а также за счет наличия хрома устойчива к коррозии и окислениям. Молибден находится в одной группе таблицы Менделеева с такими же легирующими элементами, как Ванадий и Вольфрам но имеет некоторые собственные свойства, полезные в производстве высококачественной стали.
***
Молибден является сильным легирующим элементом. В сплаве его присутствие составляет всего лишь от 0.15 до 0.25 процента, а содержание хрома колеблется от 0.80 до 1.10 процента. Молибден очень похож на Вольфрам в его влиянии на сталь. В некоторых случаях он используется для замены Вольфрама в режущем инструменте, однако, характер термической обработки в этих случаях меняется. Кроме того количество около 1% молибдена придает стали более высокую прочность на растяжение и предел упругости и лишь небольшое снижение пластичности. Эти сплавы особенно приспособлены для сварки и по этой причине используется главным образом для изготовления сварных конструкционных деталей и узлов. Части изготовлены из марки 4130, широко используется в строительстве самолетов, ракет и прочего GSE оборудования. Сплав марки 4130 используется также для таких деталей, как опоры двигателя, поршневой, гайки, болты, опорные кронштейны и т.д.
***
При изготовлении инструмента, Хромомолибденовая сталь в основном применяется для производства ударного инструмента, такого как ударные головки для автомобильных наборов, ударные биты, высококачественный режущий инструмент, который подвергается высоким нагрузкам в результате использования в промышленных сферах.

Справочная информация — Алмаз НПФ

 

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь -это общее название для сплавов металла,которые состоят из 10. 5% или более хрома (Cr),более 50% железа(Fe).
Современное производство нержавеющей стали включает в себя изготовление различных по составу и свойствам антикоррозийных металлов. Предлагаемый покупателю ассортимент в определённый момент времени стал так велик, что потребовал классификации, выраженной в кратких кодах. Для упрощения торговли нержавеющей сталью в странах СНГ была введена маркировка, закреплённая ГОСТом, которая позволяет покупателю быстро подобрать необходимую по техническим характеристикам нержавейку.
Нержавеющая сталь маркируется по принципу буквенного обозначения элементов, входящих в сплав, которое дополняется цифрами, соответствующими количественному составу этих элементов. Если количество химического элемента в сплаве не превышает 1,5%, то это вообще не отражается на маркировке. Буквы, входящие в маркировку, обозначают элементы, входящие в сплав в соответствии с нижеприведённым списком:

Ю — алюминий стабилизирует структуру и понижает вероятность посторонних образований при контакте нержавеющей стали с кипящими жидкостями;
Р — бор сообщает сплаву стойкость к химическим и термальным воздействиям;
Ф — ванадий увеличивает пластику нержавейки;
В — вольфрам уменьшает величину зерна и повышает температуру закалки;
К — кобальт стабилизирует атомы углерода;
С — кремний уменьшает появление окалины при термической обработке;
Г — марганец используется в качестве более дешёвого аналога никеля;
Д — медь применяется для придания долговечной прочности, исключающей «усталость металла, и для увеличения сопротивления коррозии;
М — молибден придаёт устойчивость структуре в агрессивных средах;
Н — никель сообщает нержавеющему сплаву прочность, ковкость и устойчивость к высоким температурам;
Б — ниобий применяется в сочетании с углеродом для стимулирования внутрикристаллических ферритных процессов;
С — селен стимулирует термоэлектрические и полупроводниковые свойства получаемого сплава;
Т — титан используется как аналог ниобия, повышающий вязкость;
У — углерод – основной компонент всех типов сталей, придающий прочность металлу и увеличивающий сопротивляемость окислению;
П — фосфор применяется как антикоррозийный пассиватор;
Х — хром — основной элемент, обеспечивающий антикоррозийные свойства;
Ц — цирконий,повышает их механические свойства и обрабатываемость.

Каждый из вышеприведенных элементом обладает различными свойствами, сочетание которых определяет широкий диапазон технических характеристик современной нержавейки. Двухзначные цифры в начале маркировки показывают среднее количество углерода, выраженное в десятых частях процентного состава, затем указывается буква, соответствующая легирующему компоненту, после которого стоит цифра, указывающая на количественный состав этого элемента в сплаве, выраженный в целых единицах.

Нержавеющая сталь высокого качества отмечается буквой «А» в конце маркировочного кода, а наличие буквы «Ш» говорит о самом высшем качестве металла, изготовленного с пониженным содержанием посторонних примесей. Например, маркировка 04Х17Н13М2 обозначает, что в этой нержавеющей стали 0.04% углерода, 17 частей хрома, 13 никеля и 2 единицы молибдена. Ее аналогом является сталь AISI 316. Популярная марка стали 12Х18Н10Т включает 0.12% углерода, 18 частей никеля и 10 единиц титана. Ее импортный аналог — сталь AISI 321.
Импортный стальной прокат имеет отличные от вышеприведённых кодов маркировки, для которых существуют специальные таблицы и стандарты. Таким образом, специалисты подбирают нержавеющую сталь в зависимости от количества и наличия тех или иных химических элементов, содержащихся в сплаве. Подобный подход предоставляет возможность выбора металла, который будет в точности соответствовать поставленным задачам.
 Популярная марка стали 12Х18Н10Т включает 0.12% углерода, 18 частей хрома , 10 единиц никеля и 0,8-1,2% титана. Ее импортный аналог — сталь AISI 321.
Импортный стальной прокат имеет отличные от вышеприведённых кодов маркировки, для которых существуют специальные таблицы и стандарты. Таким образом, специалисты подбирают нержавеющую сталь в зависимости от количества и наличия тех или иных химических элементов, содержащихся в сплаве. Подобный подход предоставляет возможность выбора марки нержавеющий стали, который будет в точности соответствовать поставленным задачам.

Магнитится ли нержавейка? — блог Мира Магнитов

Многих частных потребителей волнует вопрос, нержавейка магнитится или нет. Дело в том, что визуально отличить обычную сталь от нержавеющей невозможно, и поэтому широко распространен метод проверки материала при помощи магнита. Считается, что нержавейка не должна магнитится, но на практике такой способ диагностики не всегда позволяет получить достоверный результат. В итоге нередко материалы, которые не магнитятся, прекрасно переносят контакты с водой. С другой стороны, изделия, который прошли «тест», покрываются ржавчиной. В итоге вопрос, магнитится или нет нержавеющая сталь, становится все более запутанным. От чего же зависят магнитные свойства нержавейки? Под термином «нержавейка» понимают различные материалы, состав которых может содержать в своей структуре феррит, мартенсит или аустенит, а также их различные комбинации. Характеристики нержавеющей стали зависят от фазовых составляющих и их соотношения. Итак, какая нержавейка магнитится, а какая нет?

Нержавеющие стали, которые не магнитятся

Чаще всего для производства нержавеющей стали используется хромоникелевый или хромомаргенцевоникелевый сплав. Эти материалы являются немагнитными. Они крайне широко распространены, из-за чего многие потребители на основе своего практического опыта дают отрицательный ответ на вопрос, магнитится ли нержавейка. Немагнитные стали делятся на следующие группы:
·     Аустенитные. Из материалов аустенитного класса (например, из стали AISI 304) производят оборудование для пищевой промышленности, тару для пищевых жидкостей, кухонную посуду, а также разнообразное холодильное, судовое и сантехническое оборудование. Высокая стойкость к агрессивным средам обеспечивает широкое распространение этого типа стали.
·     Аустенитно-ферритные. В основе таких материалов используются хром и никель. В качестве дополнительных легирующих элементов могут применяться титан, молибден, медь и ниобий. К главным достоинствам аустенитно-ферритных сталей относятся улучшенные показатели прочности и большая стойкость структуры к коррозионному растрескиванию.

Нержавеющие стали, которые магнитятся

Чтобы определить, почему нержавейка магнитится, достаточно ознакомиться с фазовыми составляющими магнитных материалов. Дело в том, что мартенсит и ферриты – это сильные ферромагнетики. Таким материалам не страшна коррозия, но при этом магнит на них воздействует, как и на обычную углеродистую сталь. К представленной группе нержавейки относятся хромистые или хромоникелевые стали следующих групп:
·     Мартенситные. Благодаря закалке и отпуску материал характеризуется высокой прочностью, не уступающей соответствующему параметру стандартных углеродистых сталей. Мартенситные марки находят свое применение в изготовлении абразивов и в машиностроительной отрасли. Также их них делают столовые приборы, и в этом случае можно смело давать положительный ответ на вопрос, магнитится ли пищевая нержавейка. Материалы классов 20Х13, 30Х13, 40Х13 широко используются в шлифованном или полированном состоянии, а класс 20Х17Н2 высоко ценится за непревзойденную устойчивость к коррозии, превосходя по этому показателю даже 13%-ные хромистые стали. Благодаря высокой технологичности этот материал хорошо подходит для любых видов обработки, включая штамповку, резание и сварку.  
·     Ферритные. Эта группа материалов легче мартенситных сталей из-за меньшего содержания углерода. Один из самых востребованных сплавов – это магнитная сталь AISI 430, которая находит свое применение в производстве оборудования для пищевых производственных предприятий.

Практическое значение магнитных свойств нержавейки

Магнитные свойства нержавеющей стали никак не влияют на ее эксплуатационные характеристики. Никакой технической возможности определить коррозионную стойкость материала в домашних условиях нет. Конечно, было бы удобно иметь такой удобный и простой индикатор, как магнит, чтобы с его помощью безошибочно определять качественный материал простой проверкой. Но дело в том, что просто не существует однозначного ответа на вопрос, нержавейка 18/10 магнитится или нет. Единственный способ оградить себя от подделок – приобретать посуду и другие изделия из нержавеющей стали у надежных поставщиков.

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Нержавеющая сталь магнитная? | Острал Райт

В производстве нержавеющей стали существует миф о том, что нержавеющая сталь немагнитна. Или что, если он магнитный, нержавеющая сталь не является нержавеющей.

Магнетизм и коррозионная стойкость не связаны. Коррозионная стойкость зависит от того, сколько хрома и (иногда) молибдена содержится в нержавеющей стали. Чем выше содержание хрома и молибдена, тем лучше коррозионная стойкость.

Миф о магнетизме основан на том, что обычные магнитные марки нержавеющей стали 409 и 430 не устойчивы к коррозии так же, как обычные немагнитные марки 304 и 316. Вы не можете ожидать этого. Марка 409 содержит 11% хрома, чего достаточно для автомобильных глушителей.

Grade 430 содержит 16% хрома и в основном используется внутри помещений. Марка 304 содержит 18% хрома, что делает его пригодным для общих целей, в том числе для использования на открытом воздухе. А в морской среде вам понадобится марка 316, которая содержит 16% хрома, а также 2% молибдена, чтобы помочь ему противостоять воздействию соли. 316 известен как морской сорт.

Таким образом, обычные немагнитные нержавеющие стали имеют лучшую коррозионную стойкость, чем обычные магнитные марки, потому что они содержат больше хрома и молибдена.

Для технически подкованных: в немагнитных сплавах атомы выстроены в кристаллическую структуру, известную как аустенит. В обычных магнитных классах атомы выстроены в кристаллическую структуру, известную как феррит, как и в углеродистой стали.

Итак, 304 и 316 часто называют аустенитными марками, а 409 и 430 — ферритными марками.

Неверно даже, что «немагнитные» марки никогда не бывают магнитными. При поставке лист и катушка немагнитны, но когда они обрабатываются — изгибаются, вытягиваются, формируются в трубку — они становятся магнитными.Попробуйте прикрепить магнит на холодильник к чаше кухонной мойки 304 класса — вы можете быть удивлены.

Сила манетизма зависит от того, насколько деформирован металл. Даже при резке этих сортов (холодной резкой) деформация кромки металла вызывает магнетизм.

Болты из нержавеющей стали изготавливаются путем холодной штамповки головки и холодной прокатки или обработки резьбы. Они часто довольно сильно магнитные.

Литые аустенитные сплавы могут растрескаться в процессе литья, если они не обладают магнитными свойствами — то же самое относится и к сварным швам.Таким образом, отливки обычно магнитные, если они не подвергались термообработке.

Вот колено и накидная гайка, марки 316, литые.

Кроме того, существуют дуплексные сорта нержавеющей стали, хорошо известные своей превосходной коррозионной стойкостью. Все они все время полностью магнитны. Самый известный дуплексный сорт 2205 противостоит коррозии даже лучше, чем 316, потому что он содержит 22% хрома и 3% молибдена.

Компания

Austral Wright Metals располагает двумя марками ферритной нержавеющей стали нового поколения: AWM 404GP ^® и 445M2. Оба они магнитные, потому что оба ферритные. Оба содержат не менее 21% хрома, что больше, чем марка, которую они заменяют, и намного выше, чем марка 430. AWM 404GP ^® заменяет 304, а 445 м2 заменяет 316 — он содержит 1% молибдена.

Эти марки обладают значительными преимуществами: коррозионная стойкость, по крайней мере, такая же, как у марки, которую они заменяют, экономия затрат в мастерской, поскольку их намного проще изготовить, и экономия цен, поскольку они не содержат элемента, используемого для создания немагнитных марок никель.

Добавьте ценовой стабильности, потому что стоимость никеля нестабильна — за последние пять лет она колебалась от 15 000 долл. США за тонну до более 60 долл. США за тонну. Это от 1200 до 4800 австралийских долларов при стоимости тонны от 304 до 316.

Таблица составов нержавеющей стали

Марка	Утюг	Хром	Никель	Молибден	Углерод	PRE *	Магнетизм
Аустенитный							Немагнитный
304	73%	18%	8%	–	0.05%	19
316	71%	16%	10%	2%	0,05%	25
Ферритный							Магнитный
409	88%	11%	–	–	0,015%	12
430	83%	16%	–	–	0.05%	16
AWM 404GP ®	78%	21%	–	–	0,007%	21
445M2	77%	22%	–	1%	0,007%	26
Дуплекс							Магнитный
LDX 2101	77%	21%	1.5%	–	0,03%	25
2304	71%	23%	4,8%	–	0,02%	25
2205	68%	22%	5,7%	3%	0,02%	37

Ферритная нержавеющая сталь нового поколения AWM 404GP ^® и 445M2 представляет собой высокотехнологичную и экономичную альтернативу более старым маркам 304 и 316.Единственные дополнительные «ловушки для молодых игроков» при переходе от старых — это необходимость убедиться, что перед сваркой лист и присадочный стержень не содержат смазки, а также обеспечить надлежащую газовую защиту сварного шва.

Ферритные марки

при изготовлении ведут себя как углеродистая сталь, и многие клиенты рассказали Austral Wright Metals, как они ценят более низкие усилия сдвига, более чистые и четкие изгибы, меньшую деформацию при сварке и более плоские панели. Эти функции экономии являются дополнением к 3.На 5% больше покрытия на килограмм, чем у ферритных марок.

AWM 404GP ^® и 445M2 производятся азиатскими сталелитейными заводами мирового класса, которые используют самые современные технологии для производства высококачественной стали высшего качества.

Испытания на атмосферную коррозию ферритных нержавеющих сталей нового поколения

Суровая морская атмосфера, 2 года

	Промытый дождем	Немытый

Этот график показывает, что ферритные сорта обладают превосходной стойкостью к окрашиванию чая по сравнению с аустенитными и дуплексными сортами того же PRE:

.

Молибден — Энциклопедия Нового Света

Общие
Имя, символ, номер	молибден, Мо, 42
Химическая серия	переходные металлы
Группа, Период, Блок	6, 5, д.
Внешний вид	серый металлик
Атомная масса	95.94 (2) г / моль
Электронная конфигурация	[Kr] 4d 5 5s 1
Электронов на оболочку	2, 8, 18, 13, 1
Физические свойства
Фаза	твердый
Плотность (около комнатной)	10,28 г / см³
Плотность жидкости при т.пл.	9,33 г / см³
Температура плавления	2896 К (2623 ° C, 4753 ° F)
Температура кипения	4912 К (4639 ° C, 8382 ° F)
Теплота плавления	37.48 кДж / моль
Теплота испарения	617 кДж / моль
Теплоемкость	(25 ° C) 24,06 Дж / (моль · К)
Давление пара P / Па 1 10 100 1 к 10 к 100 к при T / K 2742 2994 3312 3707 4212 4879
Атомные свойства
Кристаллическая структура	кубическое тело с центрированием
Степени окисления	2, 3, 4, 5, 6 (сильнокислый оксид)
Электроотрицательность	2.16 (шкала Полинга)
Энергии ионизации (подробнее)	1st: 684,3 кДж / моль
	2-я: 1560 кДж / моль
	3-я: 2618 кДж / моль
Атомный радиус	145 вечера
Атомный радиус (расч.)	190 вечера
Ковалентный радиус	145 вечера
Разное
Магнитный заказ	нет данных
Удельное электрическое сопротивление	(20 ° С) 53.4 нОм · м
Теплопроводность	(300 К) 138 Вт / (м · К)
Тепловое расширение	(25 ° C) 4,8 мкм / (м · К)
Скорость звука (тонкий стержень)	(к.т.) 5400 м / с
Скорость звука (тонкий стержень)	(к.т.) 329 м / с
Модуль сдвига	20 ГПа
Модуль объемной упругости	230 ГПа
Коэффициент Пуассона	0.31 год
Твердость по Моосу	5,5
Твердость по Виккерсу	1530 МПа
Твердость по Бринеллю	1500 МПа
Регистрационный номер CAS	7439-98-7
Известные изотопы
Основная статья: Изотопы молибдена ISO NA период полураспада DM DE (МэВ) DP 92 Пн 14.84% Mo стабилен с 50 нейтронами 93 Пн син 4 × 10 3 г ε — 93 Nb 94 Пн. 9,25% Mo стабилен с 52 нейтронами 95 Пн 15,92% Mo стабилен с 53 нейтронами 96 Пн 16.68% Mo стабилен с 54 нейтронами 97 Пн 9,55% Mo стабилен с 55 нейтронами 98 Пн 24,13% Mo стабилен с 56 нейтронами 99 Пн син 65,94 ч β — 0,436, 1,214 99 Tc γ 0.74, 0,36, 0,14 — 100 Пн 9,63% 7,8 × 10 18 г β — β — ? 100 Ру

Молибден (химический символ Mo , атомный номер 42) — серебристо-белый мягкий металл. У него одна из самых высоких точек плавления среди всех чистых элементов. Он используется в основном в сплавах, особенно для производства высокопрочных и жаропрочных сталей.Это также катализатор в нефтяной промышленности. Дисульфид молибдена является хорошей смазкой, а пигменты молибдена используются в красках, чернилах, пластмассах и резиновых смесях. Было обнаружено, что молибден в следовых количествах играет роль в биологии всех классов организмов. Однако при чрезмерном проглатывании пыль молибдена и его водорастворимые соединения могут быть токсичными.

происшествие

Элемент молибден (от греческого molybdos , что означает «подобный свинцу») не встречается в природе в свободном виде.Основным коммерческим источником молибдена является минерал молибденит (MoS ₂ ), но он также содержится в таких минералах, как вульфенит (PbMoO ₄ ) и повеллит (CaMoO ₄ ).

Молибден получают путем непосредственной добычи молибденита, а также извлекают как побочный продукт при добыче меди. Молибден присутствует в рудах от 0,01 процента до примерно 0,5 процента. Около половины мирового молибдена добывается в Соединенных Штатах.

Российская миссия Луна 24 обнаружила единственное зерно (1 × 0.6 мкм) чистого молибдена во фрагменте пироксена, взятом из Mare Crisium на Луне.

История

До конца восемнадцатого века соединения молибдена путали с соединениями других элементов, таких как углерод или свинец. В 1778 году Карл Вильгельм Шееле смог определить, что молибден отделен от графита и свинца, и выделил оксид металла из молибденита. В 1782 году Хьельм выделил нечистый экстракт металла, восстановив оксид углеродом.Молибден мало использовался и оставался в лаборатории до конца девятнадцатого века. Впоследствии французская компания (Schneider and Co.) опробовала молибден в качестве легирующего агента при покрытии стальной брони и отметила его полезность в качестве отвердителя стали. Использование молибдена резко возросло во время Первой мировой войны, когда возросший спрос на вольфрам сделал его дефицитным, а высокопрочные стали были в цене.

Известные характеристики

Молибден — переходный металл, который находится в пятом периоде периодической таблицы, между ниобием и технецием.Кроме того, он находится в шестой группе (бывшая группа 6В), между хромом и вольфрамом.

Чистый молибден имеет температуру плавления 2623 ° C, что является одной из самых высоких точек плавления среди всех элементов. Чистый металл имеет тенденцию расслаиваться во время механической обработки, но его можно использовать в качестве добавки для упрочнения стали.

Изотопы

Молибден содержит шесть стабильных изотопов и множество радиоизотопов, большинство из которых имеют очень короткий период полураспада. Mo-99 используется для создания Tc-99 для ядерной изотопной промышленности.

Соединения

• Тетратиомолибдат аммония ((NH ₄ ) ₂ MoS ₄ ): эта ярко-красная соль аммония является важным реагентом в химии молибдена и используется в качестве строительного блока в био-неорганической химии. Тиометаллат-анион (MoS ₄ ^-2 ) обладает отличительной способностью подвергаться окислению на центрах серы, сопровождающемуся восстановлением металла от Mo (VI) до Mo (IV).

• Молибденовая кислота : относится к гидратированным формам триоксида молибдена.Простейшей формой является моногидрат H ₂ MoO ₄ , но также встречается дигидрат. Соли молибденовой кислоты называются молибдатами. Поскольку молибден может иметь различные степени окисления, он может образовывать самые разные соли.

• Молибдат натрия (Na ₂ MoO ₄ ): часто встречается в виде дигидрата (Na ₂ MoO ₄ . 2H ₂ O) и используется в качестве источника молибдена. . Он также используется в биохимии и медицинской химии для отслеживания различных бесцветных органических химикатов, которые в присутствии соли могут окрашиваться в синий цвет.Синий цвет, также называемый молибденовым синим, представляет собой комплекс молибдатов (Mo (VI), Mo (V)).

• Дисульфид молибдена или сульфид молибдена или сульфид молибдена (IV) (MoS ₂ ): Этот черный кристаллический сульфид встречается в виде минерала молибденита. По структуре, внешнему виду и ощущениям он похож на графит. Он представляет собой сэндвич из слоев атомов молибдена между слоями атомов серы. Слабое взаимодействие между листами дает MoS ₂ смазывающий эффект.Мелкодисперсный порошок MoS ₂ — обычная сухая смазка. Его также часто смешивают с различными маслами и консистентными смазками, что позволяет смазываемым деталям продолжать работать в течение некоторого времени после почти полной потери масла. Он используется в авиационных двигателях, шарнирах равных угловых скоростей и универсальных шарнирах автомобилей, а также в качестве смазочной добавки к специальным пластмассам, особенно нейлону и тефлону. Синтетический MoS ₂ является катализатором десульфуризации на нефтеперерабатывающих заводах. ^[1]

Приложения

• Более двух третей всего молибдена используется в сплавах, особенно для производства высокопрочных и жаропрочных сталей.Такие сплавы используются для изготовления нефтепроводов, деталей самолетов и ракет, а также нитей. Специальные сплавы (например, сплавы Хастеллой) обладают высокой жаростойкостью и устойчивостью к коррозии.
• Молибден также находит применение в качестве катализатора в нефтяной промышленности, особенно в катализаторах для удаления органических серы из нефтепродуктов.
• Он используется в качестве анода в некоторых рентгеновских трубках, особенно в маммографии.
• Он используется в некоторых электронных устройствах в качестве проводящих металлических слоев в тонкопленочных транзисторах (TFT).
• Дисульфид молибдена — хорошая смазка, особенно при высоких температурах.
• Изотоп Мо-99 используется в ядерной изотопной промышленности.
• Молибденовые пигменты от красно-желтого до ярко-красно-оранжевого цвета используются в красках, чернилах, пластмассах и резиновых смесях.

Биологическая роль

Было обнаружено, что молибден играет роль в биологии всех классов организмов. Он содержится в двух группах ферментов — нитрогеназах и молибдоптеринах.

Нитрогеназы обнаружены в бактериях (которые могут жить в растениях) и участвуют в путях фиксации азота. Атом молибдена присутствует в кластере, который включает атомы железа и серы. Название молибдоптерин вводит в заблуждение, поскольку эта группа ферментов включает вольфрамсодержащие ферменты, а слово «молибдоптерин» на самом деле не относится к атому металла. Эту группу можно также называть «мононуклеарными ферментами молибдена», поскольку атом металла не присутствует в кластере.Эти ферменты участвуют в различных процессах, которые являются частью глобальных циклов серы, азота и углерода.

Существует потребность в следовых количествах молибдена в растениях, а почвы могут быть бесплодными из-за недостатка молибдена. У растений и животных молибден обычно составляет несколько частей на миллион. У животных молибден является кофактором фермента ксантиноксидазы, который участвует в определенных метаболических путях (расщепление пуринов и образование мочевой кислоты).У некоторых животных добавление небольшого количества молибдена в рацион ускоряет рост.

Меры предосторожности

Молибденовая пыль и некоторые соединения молибдена, такие как триоксид молибдена и водорастворимые молибдаты, могут иметь небольшую токсичность при вдыхании или проглатывании перорально. Однако лабораторные тесты показывают, что молибден имеет относительно низкую токсичность по сравнению со многими тяжелыми металлами. Острая токсичность для человека маловероятна, поскольку необходимая доза будет исключительно высокой. Существует возможность воздействия молибдена на горнодобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия, а также в химической промышленности, но на сегодняшний день сообщений о вреде от этого воздействия не поступало.Также нерастворимые в воде соединения молибдена, такие как дисульфид молибдена, считаются нетоксичными.

У жвачных животных токсичность молибдена возникает, если животным разрешается пастись на почве, богатой молибденом, но с дефицитом меди. Молибден вызывает выведение запасов меди из организма животного, что приводит к ее дефициту. У молодых телят отравление молибденом проявляется в виде «рвущейся» диареи, когда помет водянистый, полон пузырьков воздуха и имеет зловонный запах.У свиней и овец токсичность молибдена в сочетании с дефицитом меди может привести к состоянию, называемому раскачиванием назад или параличом задних конечностей. У животных с черной шерстью токсичность этого металла характеризуется депигментацией кожи вокруг глаз, которую часто называют «очковые глаза».

Правила Управления по безопасности и гигиене труда США (OSHA) определяют максимальное воздействие молибдена за восьмичасовой рабочий день (40 часов в неделю) на уровне 15 миллиграммов (мг) на кубический метр.Национальный институт профессиональной безопасности и здоровья (NIOSH) рекомендует предел воздействия 5000 мг на кубический метр.

Банкноты

См. Также

Список литературы

• Чанг, Раймонд. Chemistry (девятое изд.) Нью-Йорк: McGraw-Hill Science / Engineering / Math, 2006. ISBN 0073221031
• Коттон, Ф. Альберт и Джеффри Уилкинсон. Advanced Inorganic Chemistry (4-е изд.), Нью-Йорк: Wiley, 1980. ISBN 0-471-02775-8
• Гринвуд, Н.N .; и А. Эрншоу. Химия элементов (2-е издание). Оксфорд, Великобритания; Берлингтон, Массачусетс: Баттерворт-Хайнеманн, Elsevier Science, 1998. ISBN 0750633654. Онлайн-версия доступна на Knovel. Проверено 24 августа 2007 г..
• Лос-Аламосская национальная лаборатория молибдена. Проверено 24 августа 2007 г..
• Топсе, Х., Б. С. Клаузен и Ф. Э. Массот. Катализ гидроочистки, наука и технологии . Берлин: Springer-Verlag, 1996.

Внешние ссылки

Все ссылки получены 13 октября 2018 г.

кредитов

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и завершили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства. Кредит предоставляется в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на участников Энциклопедии Нового Света, участников, так и на самоотверженных добровольцев Фонда Викимедиа.Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних публикаций википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в энциклопедию Нового Света :

Примечание. Некоторые ограничения могут применяться к использованию отдельных изображений, на которые распространяется отдельная лицензия.

процессов | Бесплатный полнотекстовый | Извлечение молибдена, хрома, вольфрама, меди, серебра и цинка из промышленных сточных вод с использованием железа без валентности и специальных процессов обогащения

3.1. Характеристика промышленных сточных вод

Основными катионами в промышленных сточных водах A (pH 4,6) являются Ca (208 мг / л ^-1 ) и Mg (150 мг / л ^-1 ), но Cu (14,3 мг / л ^-1 ), Zn (9,93 мг / л ^-1 ) и Ag (1,26 мг / л ^-1 ) могут быть ценными металлами для извлечения (таблица 1). Предполагается, что из-за высокого содержания кальция на медном заводе использовались воды из карбонатных пород, например, из доломита. Высокое содержание Cu и Zn согласуется с ролью этих элементов как основного легирующего элемента в латуни.Что касается дальнейшей переработки, следует отметить, что оба элемента могут совместно обрабатываться на медных заводах [18], а также там регенерируется Ag [19].

Для сравнения, в промышленных сточных водах B (pH 10,4), Na (1333 мг / л ^-1 ) и K (500 мг / л ^-1 ) являются доминирующими катионами, а Mo (160 мг / л ^-1 ), W ( 20,7 мг / л ^-1 ) и Cr (45,7 мг / л ^-1 ) представляют собой металлы, интересные для извлечения. Высокое содержание щелочных металлов может быть связано с использованием в установке солей или оснований, тогда как Mo, W и Cr являются типичными легирующими элементами в сталелитейной промышленности.

3.2. Ferrodecont Process

Во время обработки образца A электрическая проводимость образца была на уровне или выше верхнего предела диапазона измерения 13,4 мСм · см ^-1 . Это можно объяснить высоким содержанием растворенных ионов, в том числе не анализируемых, например, анионов, органических веществ или NH ₄ ⁺ . Концентрация растворенного O ₂ на входе в реактор снизилась с 5,5 мг / л ^-1 до 0,8 мг / л ^-1 после того, как сточная вода циркулировала несколько раз через реактор, что можно объяснить расходом кислорода на окисление ZVI.Концентрация растворенного O ₂ на выходе из реактора была значительно ниже, но следовала той же тенденции. Произошли значительные колебания измерительного сигнала, что затрудняет количественную оценку. Различия между входом и выходом возникли из-за процессов коррозии, т. Е. Окисления ZVI, во время протекания реакции. pH увеличился за время реакции на входе с 4,6 до 5,7, что можно объяснить расходом протонов на коррозию железа. Точно так же на выходе pH увеличился с 4.5 к 5.7. Редокс-потенциал на входе снизился с 540 до 130 мВ, что согласуется с наблюдаемым уменьшением растворенного O ₂ . На выходе окислительно-восстановительный потенциал также имеет тенденцию к снижению, но снова смещен в сторону более низких значений, то есть от 320 до 80 мВ, что согласуется с другими наблюдениями. Что касается эффективности процесса, снижение концентрации растворенного O ₂ и окислительно-восстановительного потенциала, а также повышение pH смещают систему от оптимальных условий процесса.Впрыск воздуха может быть вариантом для поддержания параметров в идеальном диапазоне.

В отличие от обработки образца A, в случае образца B электрическая проводимость образца увеличилась с 11,2 мСм · см ^-1 до верхнего предела диапазона измерений (13,4 мСм · см ^-1 ) на входе и составила в аналогичном диапазоне на выходе. Это увеличение связано с добавлением HCl. Интересно, что проводимость образца B изначально меньше, чем проводимость образца A, хотя значительно более высокие концентрации катионов были определены в образце B.Предполагается, что другие ионы, например, органические соединения, способствуют более высокой проводимости образца A. Увеличение проводимости в образце B происходит очень быстро и происходит параллельно с корректировкой pH с 10,4 до 4,0. Это говорит о том, что подкисление связано с растворением взвешенных веществ, которые могли присутствовать в образце. Кроме того, добавленные ионы хлора способствуют увеличению проводимости. Как и в случае с образцом A, концентрация растворенного O ₂ также снизилась в образце B, но показала максимум через 5 часов из-за нагнетания воздуха.В отличие от образца A, никаких различий между концентрациями растворенного O ₂ на входе и выходе не наблюдалось при различных временах реакции. Это предполагает более однородный режим реакции во всем реакторе с точки зрения одинаково сильного окисления ZVI на входе и выходе. После первоначального регулирования pH до значения 4 происходило устойчивое увеличение до значений примерно 6 как на входе, так и на выходе из реактора. Это согласуется с наблюдениями из образца A и может быть объяснено теми же механизмами.Окислительно-восстановительный потенциал снизился с 400 мВ до менее 100 мВ на входе и выходе, что также соответствует образцу A. Что касается условий процесса, нагнетание воздуха временно увеличило концентрации O ₂ , что положительно для создания участков адсорбции растворенных веществ. металлов, но в долгосрочной перспективе параметры процесса также отклонились от идеального диапазона.

3.3. Характеристика очищенных водных растворов и полученных продуктов истирания

Для образца А в ходе эксперимента (4 ч) концентрация Cu снизилась с 14.От 3 мг / л ^-1 до 8,88 мг / л ^-1 , концентрации Zn от 9,93 мг / л ^-1 до 7,96 мг / л ^-1 и концентрации Ag от 1,26 мг / л ^-1 до 0,75 мг / л ^-1 (Рисунок 1 ). Кроме того, концентрации Са (не показаны) снизились с 208 мг / л ^-1 до 190 мг / л ^-1 . Это предполагает удаление из раствора и фиксацию в полученных продуктах истирания. В нашем предыдущем исследовании [2] мы частично достигли более высоких скоростей удаления, но также наблюдали огромные различия между отдельными сточными водами в диапазоне от постоянных концентраций до уровней удаления выше 90%.Таким образом, умеренное удаление металлов в настоящем исследовании согласуется с предыдущими результатами. При этом концентрация Fe увеличилась с 4,46 мг / л ^-1 до 5,54 мг / л ^-1 , что можно объяснить частичным растворением железа и неполным повторным осаждением как продуктов коррозии. вес 553 г. Согласно анализу ICP-MS, высушенный абразивный продукт состоит из 33,1 мас.% Cu, 27,3 мас.% Fe и 3.92 мас.% Са (рис. 2). Все остальные проанализированные элементы составляют менее 1 мас.%. Образование продукта, богатого Cu и Fe, качественно согласуется с уменьшением растворенных концентраций этих элементов. Однако с количественной точки зрения, то есть с учетом баланса масс, жидкие анализы в сочетании с объемом образца дают потерю Cu всего в 5 г, тогда как твердые анализы в сочетании с твердой массой предполагают, что в продукте истирания присутствует 183 г Cu. Даже если принять во внимание содержание воды в продукте истирания, можно сделать вывод, что Cu уже присутствовала в виде взвешенных твердых частиц в промышленных сточных водах до эксперимента.Кроме того, необходимо учитывать потери, например, во время фильтрации пробы. Наконец, не все твердое вещество может быть извлечено центрифугированием, что создает дополнительные ошибки. Рентгеноструктурный анализ (рис. 3) показывает, что Cu присутствует в виде металлической Cu, делафоссита (CuFeO ₂ ), куприта (Cu ₂ O), паратакамита ( Cu ₂ (OH) ₃ Cl) и оксид кальция-меди (CaCuO ₂ ), тогда как Fe связан с гетитом (α-FeOOH), лепидокрокитом (γ-FeOOH), а также делафосситом.Что касается рециркуляции, присутствие металлической Cu является положительным моментом, тогда как присутствие соединений Cu указывает на дальнейшую потребность в обогащении. Что касается фаз железа, можно сделать вывод, что полное окисление до Fe (III) могло быть поддержано закачкой воздуха, как в нашем предыдущем исследовании [2] также Fe (II) -содержащий магнетит (Fe ₃ O ₄ ) был сформирован. Принимая во внимание баланс масс, предполагается, что большинство фаз Cu уже присутствовало в виде взвешенных твердых частиц в исходных сточных водах.Однако падение концентрации растворенной Cu и интенсивное взаимодействие между частицами Cu и ZVI предполагает, что часть делафоссита могла образоваться во время процесса ферродеконта. Для образца B за время эксперимента (26 ч) концентрация растворенного Mo снизилась. от 160 мг / л ^-1 до 0,35 мг / л ^-1 , Cr от 45,7 мг / л ^-1 до 1,91 мг / л ^-1 и W от 20,7 до 0,20 мг / л ^-1 (Рисунок 3). Это предполагает удаление этих элементов из раствора за счет взаимодействия с ZVI и продуктами его коррозии.Напротив, концентрация растворенного Mn увеличилась с ^-1 до 4,4 мг / л ^-1 , а концентрация Fe даже с ^-1 до 130 мг / л ^-1 . Это связано с растворением гранул ZVI, которые включают некоторое количество Mn в качестве легирующего элемента. Продукт истирания, полученный в конце эксперимента, имел влажную массу 1,14 кг. Согласно анализу ICP-MS, он содержит 28,0 мас.% Fe, 17,8 мас.% Mo, 7,10 мас.% Cr, 4,06 мас.% Ca и 2,36 мас.% W (рис. 4). Все остальные элементы составляют менее 1 мас.%.Это хорошо согласуется с увеличением растворенных концентраций соответствующих элементов, которые снизились во время экспериментов. С учетом баланса масс 160 г Мо было удалено из всего образца объемом 1000 л, и 203 г Мо было обнаружено в продукте истирания. Однако, учитывая содержание воды в продукте истирания, которое не было определено, порядок величины кажется разумным и ясно демонстрирует способность процесса Ferrodecont удалять Мо из водных растворов. Также достаточно хорошо совпадают концентрации Cr и W в продукте абразивной обработки и снижение концентрации в растворе.Спустя 25 часов концентрация Cr снова увеличивается, что можно интерпретировать как эффект отскока: Cr, который был адсорбирован или осажден, ремобилизуется путем десорбции или растворения [20]. Это можно объяснить увеличением концентрации Eh и O ₂ на заключительной стадии эксперимента. Рентгеноструктурный анализ (рис. 5) продукта истирания, полученного из образца B, показывает, что в отличие от продукта истирания, полученного из образца A, удаленные металлы не образуют отчетливых кристаллических фаз.Вместо этого рентгенограмма показывает очень высокий фон, особенно в диапазоне от 20 до 45 ° 2θ, который относится к аморфным фазам. Единственной кристаллической фазой является акагенеит (ß-FeOOH), минеральная фаза, которая может рассматриваться как полиморф гетита, но образуется при более высоких концентрациях Cl в водном растворе и включает Cl в свою кристаллическую структуру [21]. Предполагается, что присутствие акагенеита и аморфного FeOOH в продукте истирания образца B связано с более высокими концентрациями Cl и более низкими значениями pH (4.0 по сравнению с 4,6 после корректировки pH) соответственно, что согласуется с литературными данными [22]. Анионы не определялись ни в жидких, ни в твердых образцах, но высокие концентрации щелочных металлов в исходной пробе сточных вод B предполагают высокую соленость. Таким образом, предполагается, что акаганеит образуется во время ферродеконтной обработки соленых сточных вод, таких как образец B, тогда как гетит и лепидокрокит образуются во время обработки менее соленых сточных вод. Что касается Mo, Cr и W, могут иметь место два возможных механизма: образование аморфных фаз или адсорбция на поверхности акаганеита или аморфных фаз железа.Поскольку аморфные гидроксиды железа довольно распространены, в то время как аморфные фазы Mo, Cr и W довольно экзотичны, гипотеза сорбции кажется более вероятной и также подтверждается предыдущим исследованием [9]. Сравнивая продукты истирания образцов A и B, наиболее заметное различие, то есть присутствие множества кристаллических фаз в случае образца A, может быть связано не с различным взаимодействием водных растворов с ZVI, а с присутствием взвешенные твердые частицы только в образце A, но не в образце B.

3.4. Термическая обработка

Термическая обработка продукта истирания образца A с использованием STA (рис. 6) показывает небольшое увеличение веса (2%) ниже 100 ° C, которое связано с термическим подъемом. При температуре выше 100 ° C масса непрерывно снижается более чем на 25%, что связано с общей эндотермической реакцией. При 400 и 500 ° C график Грама-Шмидта, который представляет собой сумму полного инфракрасного (ИК) поглощения потока отходящих газов, показывает два различных пика. При температуре выше 900 ° C вес остается постоянным, но эндотермическая реакция продолжается.Эндотермический пик примерно при 1075 ° C может быть связан с плавлением меди. Одновременно график Грама Шмидта снова указывает на высвобождение ИК-активных молекул в газовую фазу. Следует отметить, что молекулярный кислород, O ₂ , не имеет дипольного момента и, следовательно, не является ИК-активным и не вносит вклад в график Грама Шмидта.

Общая тенденция выше 100 ° C может быть объяснена эндотермическим восстановлением Cu (I) до Cu (0), которое связано с высвобождением O ₂ .ИК-измерения (не показаны) показывают, что пики на графике Грама-Шмидта могут быть отнесены к высвобождению CO ₂ и H ₂ O. Предполагается, что фазы FeOOH дегидроксилированы, что согласуется с высвобождением H ₂ O. Однако источник CO ₂ остается неясным, поскольку с помощью XRD-измерений в продуктах истирания не было обнаружено карбонатов.

Рентгенограмма образца, полученного в вертикальной печи при 1300 ° C, показывает увеличение интенсивности пиков элементарной меди и новое образование вюстита (FeO), магнетита (Fe ₃ O ₄ ) и гексагональный полиморф FeO (рис. 7) по сравнению с необработанным абразивным продуктом (рис. 2).Все минеральные фазы, которые содержали Cu в окисленном состоянии в необработанном продукте истирания, т.е. делафоссит (CuFeO ₂ ), куприт (Cu ₂ O), паратакамит (Cu ₂ (OH) ₃ Cl) и оксид кальция и меди (CaCuO ₂ ) больше не обнаруживается. Восстановление Cu (I) до Cu (0) согласуется с результатами STA и литературными данными по системе Cu – CuO [23]. Кроме того, Fe (III) в основном восстановился до Fe (II), и только меньшая часть осталась в магнетите (Fe ₃ O ₄ ).Присутствие гексагонального FeO было описано при высоком давлении [24], но не при низком давлении и высокой температуре окружающей среды, как в экспериментальной установке, используемой для термической обработки. Наблюдение за тем, что Cu можно избирательно восстанавливать из продукта абразивной обработки, является положительным в отношении рециркуляции двумя способами: во-первых, не потребуется дальнейшего восстановления Cu, и, во-вторых, металлическую Cu можно легче отделить от фаз железа, либо с помощью его более высокая электропроводность, другой цвет, более высокая плотность или более низкая магнитная восприимчивость.

3,6. Гидрометаллургическая обработка

Гидрометаллургическая обработка (3 дня, 1,5 М NaOH, соотношение L: S 15: 1) продукта абразивной обработки образца B давала высококонцентрированные водные экстракты как при 50, так и при 70 ° C. Концентрации Mo, W и Cr находились в диапазоне 6 гл ^-1 , 0,8 гл ^-1 и 0,5 гл ^-1 соответственно (таблица 2). Концентрации, полученные при 50 ° C, не ниже концентраций при 70 ° C, что является экономически выгодным, поскольку нагревание связано с соответствующими затратами.Напротив, было выщелочено менее 4 мг / л ^-1 Fe, что соответствует отличному разделению ценных металлов и железа. Обогащение Мо в экстракте по сравнению с концентрацией в исходной пробе сточной воды B было даже в 53 раза для эксперимента при 50 ° C (с 20,7 мг / л ^-1 до 6300 мг / л ^-1 ). можно объяснить наличием Mo, W и Cr в виде оксианионов, т.е. молибдата (MoO ₄ ^2-), вольфрамата (WO ₄ ^2-) и хромата (CrO ₄ ^{2 —} ) [25].При щелочном pH поверхность минеральных фаз в продукте истирания состоит из оксигидроксидов железа, заряженных отрицательно из-за высокой концентрации растворенных ионов OH ^—. Эти ионы гидроксилируют оборванные связи на поверхности кристалла, что создает отрицательный заряд поверхности минерала. Следовательно, адсорбированные оксианионы десорбируются с поверхности из-за отталкивающего эффекта равных зарядов и высвобождаются в раствор.

Остальные твердые вещества в основном содержат Fe (31.7 и 27,1 мас.% Для 50 и 70 ° C) и только небольшие концентрации Cr (5,62 и 5,55 мас.%), Mo (2,01 и 1,68 мас.%) И W (0,34 и 0,25 мас.%). Кроме того, были обнаружены значительные количества Na (5,19 и 4,31 мас.%), Si (0,64 и 2,15 мас.%) И Ca (1,78 и 1,79 мас.%), Тогда как концентрации всех других элементов были ниже 1 мас.%. Химический состав остатков может позволить повысить ценность черной металлургии.

Никель-железо-молибденовый сплав | AMERICAN ELEMENTS ®

---

РАЗДЕЛ 2.ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОПАСНОСТИ

Классификация вещества или смеси
Классификация в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008
GHS08 Опасность для здоровья
Carc. 2 ч451 Предположительно вызывает рак.
STOT RE 1 h472 Вызывает повреждение легких, почек и печени в результате длительного или многократного воздействия. Путь воздействия: Вдыхание.
GHS07
Skin Sens. 1 h417 Может вызывать аллергическую кожную реакцию.
Классификация в соответствии с Директивой 67/548 / EEC или Директивой 1999/45 / EC
T; Токсично
R48 / 23: Токсично: опасность серьезного повреждения здоровья при длительном вдыхании.
Xn; Вредно для здоровья
R40: Канцерогенное действие ограничено.
Xi; Сенсибилизирующий
R43: Может вызвать сенсибилизацию при контакте с кожей.
Carc. Кот. 3
Информация об особых опасностях для человека и окружающей среды:
Н / Д
Опасности, не классифицированные иным образом
Данные отсутствуют
Элементы маркировки
Маркировка в соответствии с Регламентом (ЕС) № 1272/2008
Вещество классифицируется и маркируется в соответствии с CLP регулирование.
Пиктограммы опасности

GHS07 GHS08
Сигнальное слово: Опасно
Краткая характеристика опасности
h417 Может вызывать аллергическую кожную реакцию.
h451 Предположительно вызывает рак.
h472 Вызывает повреждение легких, почек и печени в результате длительного или многократного воздействия. Путь воздействия: Вдыхание.
Меры предосторожности
P260 Избегать вдыхания пыли / дыма / газа / тумана / паров / аэрозолей.
P261 Избегать вдыхания пыли / дыма / газа / тумана / паров / аэрозолей.
P280 Пользоваться защитными перчатками / защитной одеждой / средствами защиты глаз / лица.
P363 Постирать загрязненную одежду перед повторным использованием.
P405 Хранить под замком.
P501 Утилизировать содержимое / контейнер в соответствии с местными / региональными / национальными / международными правилами.
Классификация WHMIS
D2A — Очень токсичный материал, вызывающий другие токсические эффекты
Система классификации
Рейтинги HMIS (шкала 0-4)
(Система идентификации опасных материалов)
Здоровье (острые эффекты) = 1
Воспламеняемость = 0
Физическая опасность = 0
Другие опасности
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT: НЕТ
vPvB: НЕТ

---

РАЗДЕЛ 3. СОСТАВ / ИНФОРМАЦИЯ О КОМПОНЕНТАХ

Вещества
Описание:
Железо-молибденовый никель

---

.МЕРЫ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ

Описание мер первой помощи
Общие сведения
Никаких специальных мер не требуется.
При вдыхании:
Обеспечьте свежий воздух и обязательно вызовите врача.
В случае жалоб обратитесь за медицинской помощью.
При попадании на кожу:
Обычно продукт не раздражает кожу.
При попадании в глаза:
Промыть открытый глаз под проточной водой в течение нескольких минут. Если симптомы не исчезнут, обратитесь к врачу.
При проглатывании:
Если симптомы не исчезнут, обратиться к врачу.
Информация для врача
Наиболее важные симптомы и воздействия, как острые, так и замедленные
Данные отсутствуют
Указание на необходимость немедленной медицинской помощи и специального лечения
Данные отсутствуют

---

РАЗДЕЛ 5. МЕРЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Средства пожаротушения
Подходящие средства пожаротушения
Специальный порошок для металлических огней. Не используйте воду.
Средства пожаротушения, непригодные из соображений безопасности
Вода
Особые опасности, исходящие от вещества или смеси
При пожаре могут образоваться следующие вещества:
Токсичный дым оксида металла
Рекомендации для пожарных
Защитное снаряжение:
Без специальных необходимые меры.

---

РАЗДЕЛ 6. МЕРЫ ПРИ СЛУЧАЙНОМ ВЫБРОСЕ

Меры личной безопасности, защитное снаряжение и порядок действий в чрезвычайной ситуации
Не требуется.
Меры по защите окружающей среды:
Не допускайте попадания материала в окружающую среду без официального разрешения.
Не допускайте попадания продукта в канализацию, канализацию или другие водоемы.
Не позволяйте материалу проникать в землю или почву.
Методы и материалы для локализации и очистки:
Утилизировать зараженный материал как отходы в соответствии с разделом 13.
Предотвращение вторичных опасностей:
Никаких специальных мер не требуется.
Ссылка на другие разделы
См. Раздел 7 для получения информации о безопасном обращении.
См. Раздел 8 для получения информации о средствах индивидуальной защиты.
Информацию об утилизации см. В Разделе 13.

---

РАЗДЕЛ 7. ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ

Обращение
Меры предосторожности для безопасного обращения
Хранить контейнер плотно закрытым.
Хранить в сухом прохладном месте в плотно закрытой таре.
Обеспечьте хорошую вентиляцию на рабочем месте.
Информация о защите от взрывов и пожаров:
Никаких специальных мер не требуется.
Условия безопасного хранения с учетом несовместимости
Требования, предъявляемые к складским помещениям и таре:
Особых требований нет.
Информация о хранении в одном общем хранилище:
Данные отсутствуют
Дополнительная информация об условиях хранения:
Хранить тару плотно закрытой.
Хранить в прохладном, сухом месте в хорошо закрытых емкостях.
Конечное использование
Нет данных

---

РАЗДЕЛ 8.МЕРЫ КОНТРОЛЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ / ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ЗАЩИТА

Средства контроля воздействия
Средства индивидуальной защиты
Соблюдайте типичные меры защиты и гигиены при обращении с химическими веществами.
Поддерживайте эргономичную рабочую среду.
Дыхательное оборудование: Не требуется.
Защита рук: Не требуется.
Время проницаемости материала перчаток (в минутах)
Данные отсутствуют
Защита глаз: Защитные очки
Защита тела: Защитная рабочая одежда.

---

РАЗДЕЛ 9.ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Информация об основных физических и химических свойствах
Внешний вид:
Форма: Твердое вещество в различных формах
Запах: Без запаха
Порог запаха: Нет данных.
pH: нет данных
Точка плавления / интервал плавления: данные отсутствуют
точка кипения / интервал кипения: данные отсутствуют
температура сублимации / начало: данные отсутствуют
воспламеняемость (твердое тело, газ): данные отсутствуют.
Температура возгорания: данные отсутствуют
Температура разложения: данные отсутствуют
Самовоспламенение: данные отсутствуют.
Взрывоопасность: данные отсутствуют.
Пределы взрываемости:
Нижняя: данные отсутствуют
Верхние: данные отсутствуют
Давление пара: нет данных
Относительная плотность: данные отсутствуют.
Плотность пара: Н / Д
Скорость испарения: Н / Д
Растворимость в воде (H ₂ O): Нерастворимый
Коэффициент распределения (н-октанол / вода): данные отсутствуют.
Вязкость:
Динамическая: Нет
Кинематическая: Нет
Другая информация
Нет данных

---

РАЗДЕЛ 10.СТАБИЛЬНОСТЬ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ

Реакционная способность
Данные отсутствуют
Химическая стабильность
Стабилен при рекомендуемых условиях хранения.
Термическое разложение / условия, которых следует избегать:
Разложение не происходит при использовании и хранении в соответствии со спецификациями.
Возможность опасных реакций
Опасные реакции неизвестны
Условия, которых следует избегать
Данные отсутствуют
Несовместимые материалы:
Данные отсутствуют
Опасные продукты разложения:
Дым токсичных оксидов металлов

---

РАЗДЕЛ 11.ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Информация о токсикологическом воздействии
Острая токсичность:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные об острой токсичности для этого вещества.
Значения LD / LC50, имеющие отношение к классификации: Нет данных
Раздражение или разъедание кожи:
Порошок: раздражающее действие
Раздражение или разъедание глаз:
Порошок: раздражающее действие
Сенсибилизация:
Может вызывать аллергическую кожную реакцию.
Мутагенность зародышевой клетки:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о мутациях этого вещества.
Канцерогенность:
Предположительно вызывает рак.
IARC-2B: Возможно канцерогенное действие для человека: ограниченные доказательства у людей при отсутствии достаточных доказательств у экспериментальных животных.
NTP-R: Предполагается, что он является канцерогеном: ограниченные данные исследований на людях или достаточные данные исследований на экспериментальных животных.
ACGIH A5: Не подозревается как канцероген для человека: Не подозревается как канцероген для человека на основании надлежащим образом проведенных эпидемиологических исследований на людях.
Исследования имеют достаточно длительное наблюдение, достоверные истории воздействия, достаточно высокую дозу и адекватную статистическую мощность, чтобы сделать вывод о том, что воздействие агента не несет значительного риска рака для человека. Доказательства, свидетельствующие об отсутствии канцерогенности у экспериментальных животных, будут рассматриваться, если они поддерживаются другими соответствующими данными.
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о онкогенных, канцерогенных и / или опухолевых заболеваниях этого вещества.
Репродуктивная токсичность:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит репродуктивные данные для этого вещества.
Специфическая системная токсичность, поражающая отдельные органы-мишени — многократное воздействие:
Вызывает повреждение легких, почек и печени в результате длительного или многократного воздействия. Путь воздействия: Вдыхание.
Специфическая системная токсичность, поражающая отдельные органы-мишени — однократное воздействие: Эффекты неизвестны.
Опасность при вдыхании: Эффекты неизвестны.
От подострой до хронической токсичности:
Реестр токсических эффектов химических веществ (RTECS) содержит данные о токсичности при множественных дозах этого вещества.
Дополнительная токсикологическая информация:
Насколько нам известно, острая и хроническая токсичность этого вещества полностью не изучена.

---

РАЗДЕЛ 12. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Токсичность
Водная токсичность:
Данные отсутствуют
Стойкость и разлагаемость
Данные отсутствуют
Потенциал биоаккумуляции
Данные отсутствуют
Подвижность в почве
Данные отсутствуют
Дополнительная экологическая информация:
Нет позволять продукту попадать в грунтовые воды, водоемы или канализационные системы.
Не допускайте попадания материала в окружающую среду без официального разрешения.
Опасность для питьевой воды при попадании в землю даже небольшого количества.
Избегать попадания в окружающую среду.
Результаты оценки PBT и vPvB
PBT: N / A
vPvB: N / A

---

РАЗДЕЛ 13. УТИЛИЗАЦИЯ

Методы обработки отходов
Рекомендация
Для обеспечения надлежащей утилизации ознакомьтесь с официальными правилами.
Неочищенная тара:
Рекомендация:
Утилизация должна производиться в соответствии с официальными предписаниями.

---

РАЗДЕЛ 14. ИНФОРМАЦИЯ ПО ТРАНСПОРТИРОВКЕ

Номер ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
НЕТ
Собственное транспортное наименование ООН
DOT, ADN, IMDG, IATA
НЕТ
Класс (ы) опасности при транспортировке
DOT, ADR, ADN, IMDG, IATA
Class
N / A
Группа упаковки
DOT, IMDG, IATA
N / A
Экологические опасности:
N / A
Особые меры предосторожности для пользователя
N / A
Транспортировка навалом в соответствии с согласно Приложению II к MARPOL73 / 78 и Кодексу IBC
N / A
Транспортировка / Дополнительная информация:
DOT
Морской загрязнитель (DOT):
№

---

РАЗДЕЛ 15.НОРМАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Нормативы / законы по безопасности, охране здоровья и окружающей среды, относящиеся к веществу или смеси
Национальные нормативные акты
Все компоненты этого продукта перечислены в Реестре химических веществ Закона о контроле за токсичными веществами Агентства по охране окружающей среды США.
Все компоненты этого продукта занесены в Канадский список веществ, предназначенных для домашнего использования (DSL).
SARA Раздел 313 (списки конкретных токсичных химических веществ)
7440-02-0 Никель
Предложение штата Калифорния 65
Предложение 65 — Химические вещества, вызывающие рак
7440-02-0 Никель
Предложение 65 — Токсичность для развития
Вещество не указано в списке.
Предложение 65 — Токсичность для развития, женщины
Вещество не указано.
Предложение 65 — Токсичность для развития, мужчины
Вещество не указано.
Информация об ограничении использования:
Для использования только технически квалифицированными специалистами.
Этот продукт подпадает под требования к отчетности раздела 313 Закона о чрезвычайном планировании и праве общества на информацию от 1986 года и 40CFR372.
Другие постановления, ограничения и запретительные постановления
Вещество, вызывающее особую озабоченность (SVHC) в соответствии с Регламентом REACH (EC) No.1907/2006.
Вещества нет в списке.
Должны соблюдаться условия ограничений согласно Статье 67 и Приложению XVII Регламента (ЕС) № 1907/2006 (REACH) для производства, размещения на рынке и использования.
Вещества нет в списке.
Приложение XIV Правил REACH (требуется разрешение на использование)
Вещество не указано.
REACH — Предварительно зарегистрированные вещества
Вещество внесено в список.
Оценка химической безопасности:
Оценка химической безопасности не проводилась

Магнетизм в полупроводниковых дихалькогенидах молибдена

Аннотация

Дихалькогениды переходных металлов (TMD) также представляют интерес для понимания фундаментальной физики двумерных (2D) материалов что касается приложений ко многим новым технологиям, включая спиновую электронику.Здесь мы сообщаем об открытии дальнего магнитного порядка ниже T _M = 40 и 100 K в объемных полупроводниковых TMD 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ , соответственно, посредством вращения спина мюона. (μSR), сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) и расчеты теории функционала плотности (DFT). Измерения μSR показывают наличие больших и однородных внутренних магнитных полей при низких температурах в обоих соединениях, что указывает на дальний магнитный порядок. Расчеты DFT показывают, что этому магнетизму способствует наличие дефектов в кристалле.Измерения СТМ показывают, что подавляющее большинство дефектов в этих материалах представляют собой металлические вакансии и антиструктуры халькогена и металла, которые случайным образом распределены в решетке на субпроцентном уровне. DFT показывает, что антиструктурные дефекты являются магнитными с магнитным моментом в диапазоне от 0,9 до 2,8 мкм _B . Кроме того, мы обнаружили, что магнитный порядок, стабилизированный в 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ , очень чувствителен к гидростатическому давлению. Эти наблюдения определяют 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ как новый класс магнитных полупроводников и открывают путь к изучению взаимодействия 2D-физики и магнетизма в этих интересных полупроводниках.

ВВЕДЕНИЕ

Дихалькогениды переходных металлов (ДПМ), семейство двумерных (2D) слоистых материалов, таких как графен, были предметом огромного количества экспериментальных и теоретических исследований из-за их захватывающих электронных и оптоэлектронных свойств ( 1 — 8 ). TMD имеют одну и ту же формулу: MX ₂ , где M — переходный металл, а X — халькоген. Они имеют слоистую структуру и кристаллизуются в нескольких политипах, включая решетки типа 2H-, 1T-, 1T’- и T _d ( 9 ).Большой интерес был сосредоточен на случаях M = Mo или W, потому что формы 2H этих соединений являются полупроводниками и могут механически расслаиваться до монослоя. В массивной форме 2H-MoTe ₂ представляет собой полупроводник с непрямой запрещенной зоной 0,88 эВ. Уникальные свойства TMD, особенно в монослойной форме, показали большие перспективы в таких устройствах, как магнитосопротивление и спинтроника, транзисторы с высоким отношением включения / выключения, оптоэлектроника, долевая оптоэлектроника, сверхпроводники и накопители водорода ( 5 , 6 ).Многие из этих интересных свойств возникают из-за сильного спин-орбитального взаимодействия, присутствующего в этих материалах за счет иона тяжелого металла. Хотя существует множество исследований, посвященных спин-орбитальному взаимодействию и интересным последствиям для электрических и оптических свойств в этих системах, существует очень ограниченное и в основном теоретическое исследование внутреннего магнетизма в этих материалах ( 10 — 18 ) . Теоретические и экспериментальные работы показывают, что при отсутствии кристаллических дефектов TMD на основе Mo немагнитны ( 10 ).Возможность добавлять магнетизм в свойства этих материалов может открыть множество новых возможностей в качестве настраиваемых магнитных полупроводников.

В этой статье мы сообщаем об экспериментах по релаксации / вращению спина мюонов (μSR) и сканирующей туннельной микроскопии (СТМ), проведенных как на поликристаллических, так и на монокристаллических образцах 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ , as а также расчеты теории функционала плотности с поправкой Хаббарда (DFT + U ), чтобы лучше понять экспериментальные результаты.Эксперименты μSR служат чрезвычайно чувствительным методом локального зонда для обнаружения небольших внутренних магнитных полей и упорядоченных объемных долей магнитного материала в магнитных материалах. СТМ обладает способностью измерять атомную и электронную структуру с атомным разрешением и широко использовался в прошлом для изучения локальных электронных свойств в TMD и других 2D-материалах ( 19 ). Методы СТМ и μSR идеально дополняют друг друга, так как мы можем чутко изучать магнитные свойства этих кристаллов с помощью экспериментов μSR и соотносить эти магнитные свойства с атомной и электронной структурой, измеренной СТМ.Детали экспериментов представлены в разделе «Материалы и методы».

РЕЗУЛЬТАТЫ

Эксперименты с μSR

Временные спектры μSR в нулевом поле (ZF) для монокристаллических (образец A) и поликристаллических (образец B) образцов MoTe ₂ , записанные для различных температур в диапазоне от 4 до 450 K, показаны на рис. 1, A и B соответственно. При максимальной температуре T = 450 K (рис. 1Б) почти весь образец находится в парамагнитном состоянии. Парамагнитное состояние вызывает только очень слабую деполяризацию сигнала μSR.Эта слабая деполяризация и ее гауссова функциональная форма типичны для парамагнитных материалов и отражают возникновение небольшой гауссовой деполяризации Кубо-Тоябе, возникающей из-за взаимодействия спина мюона со случайно ориентированными ядерными магнитными моментами. При охлаждении сначала обнаруживается быстро затухающий сигнал μSR. Ниже T _M ≃ 40 K, помимо сильно затухающего сигнала, наблюдается спонтанная прецессия спина мюона с четко определенной частотой, которая видна по необработанным данным (рис.1, А и Б). На рисунке 1С показана температурная зависимость локального магнитного поля μ ₀ H _int в мюонном узле как для монокристаллических, так и для поликристаллических образцов MoTe ₂ . При низких температурах происходит плавное увеличение μ ₀ H _int ниже T _M ≃ 40 K, достигая насыщенного значения μ ₀ H _int = 200 мТл. Наблюдение спонтанной прецессии спина мюона указывает на наличие дальнего статического магнитного порядка в полупроводнике 2H-MoTe ₂ ниже T _M ≃ 40 K, что является замечательным открытием.Важно отметить, что дальний магнитный порядок наблюдался также в монокристаллических и поликристаллических образцах 2H-MoSe ₂ (см. Рис. S1), но с более высокой температурой упорядочения T _M ≃ 100 K и с более высоким локальным магнитным полем μ ₀ H _int ≃ 300 мТл. Это различие может быть связано с разными магнитными структурами в 2H-MoSe ₂ , чем в 2H-MoTe ₂ . На рисунке 1D представлена ​​температурная зависимость фракций сигнала μSR (колеблющиеся и сильно затухающие) в поликристаллическом образце MoTe ₂ .При базе T = 4 K колебания наблюдаются примерно для 45% мюонов, а около 45% демонстрируют сильную релаксацию. Кроме того, из данных ZF μSR очевидно, что осциллирующая составляющая развивается за счет сильно затухающей части, поскольку появление колебательной составляющей ниже T = 40 K сопровождается уменьшением сильно затухающей доли ( см. рис. 1D). Сильно затухающий сигнал, наблюдаемый в этих соединениях, скорее всего, вызван присутствием некоторой фракции мюония в полупроводнике 2H-MoTe ₂ .В полупроводниках может образовываться мюоний, связанное состояние μ ⁺ и электрон ( 20 ). В связанном состоянии мюон гораздо более чувствителен к магнитным полям, чем в качестве свободного зонда, потому что его магнитный момент связан с гораздо большим магнитным моментом электрона, тем самым усиливая эффекты деполяризации. Следовательно, даже небольшие изменения магнитного поля могут вызвать сильную деполяризацию, подобную той, которая наблюдается в спектрах в ранние моменты времени. Однако присутствие осциллирующего сигнала во временных спектрах ZF μSR в этих соединениях является явным признаком магнетизма с примерно 40% магнитоупорядоченной фракции.

Рис.1 Временные спектры ZF μSR и температурно-зависимые параметры ZF μSR для MoTe ₂ .

ZF μSR-временные спектры для монокристаллических ( A ) и поликристаллических ( B ) образцов MoTe ₂ , записанные при различных температурах до 450 К. ( C ) Температурная зависимость внутреннего поля μ ₀ H _int 2H-MoTe ₂ как функция температуры. ( D ) Температурная зависимость магнитных фракций V _M и V * прецессионного и сильно затухающего сигналов соответственно (см. Текст).Также показан общий сигнал.

Для получения точной информации об упорядоченной объемной магнитной доле MoTe ₂ были проведены эксперименты μSR со слабым поперечным полем (TF). В экспериментах со слабым ТФ амплитуда низкочастотных колебаний мюонов, прецессирующих в приложенном поле, пропорциональна немагнитно-упорядоченной объемной доле. Таким образом, спектр без осцилляции соответствует полностью упорядоченному образцу, а спектр с осцилляцией при полной асимметрии указывает на немагнитный образец.Спектры слабого ТФ для MoTe ₂ , зарегистрированные при T = 4 и 300 K, показаны на рис. 2A, которые показывают промежуточные амплитуды колебаний, что указывает на то, что в широком интервале температур этот материал содержит как магнитные, так и немагнитные области. Таким образом, это соединение демонстрирует собственное немагнитное и магнитное фазовое разделение. На рисунке 2B показана доля низкочастотных колебаний V _osc = 1 — ( T ) / A _S (0) (см. Разделы анализа) в зависимости от температуры в двух разных одиночных измерениях. -кристаллический (4 K ≤ T ≤ 450 K) и поликристаллический (4 K ≤ T ≤ 300 K) образцы MoTe ₂ .При 450 K V _osc показывает почти максимальное значение, что указывает на то, что весь образец находится в немагнитном состоянии, и все спины мюонов прецессируют в приложенном магнитном поле. V _osc уменьшается с понижением температуры ниже 425 K и имеет тенденцию к насыщению ниже 300 K. Это изменяется ниже 100 K, где наблюдается дополнительное существенное уменьшение V _osc до значения V _osc ≃ 0,1 ниже 40 К. Температурная зависимость фракции V _osc удовлетворительно согласуется с полной долей сигнала μSR, полученной из экспериментов ZF μSR (рис.1D). Скорость релаксации λ ′ парамагнитной части сигнала (подробности см. В разделах анализа) также имеет существенные особенности в своей температурной зависимости. Имеется четкий пик при T _M ≃ 40 K, который является признаком магнитного фазового перехода. В большом интервале температур за пределами пика λ ‘является постоянным и начинает расти выше 250 K, достигая максимального значения при T * ≃ 400 K. Это подтверждает наличие некоторого перехода в образце при T * ≃ 400 К.Важно подчеркнуть, что данные о слабом ТФ, полученные для двух монокристаллических образцов, очень хорошо согласуются между собой. Более того, данные для поликристаллического образца MoTe ₂ также отлично согласуются с данными для монокристалла. Это означает, что наблюдаемые переходы и дальнее магнитное упорядочение ниже 40 К воспроизводимы и реальны. Комбинация экспериментов ZF и TF μSR позволяет сделать вывод, что в системе 2H-MoTe ₂ есть две фазы: (i) фаза с низкой Тл, которая характеризуется дальним статическим магнитным порядком ( T _M 40 K), и (ii) вторая фаза, которая появляется ниже T * ≃ 400 K.Этот переход с высоким значением T может возникать по нескольким различным причинам, и, скорее всего, он не имеет магнитного происхождения. Это означает, что только около 40% образца демонстрирует магнитный порядок.

Рис. 2 Зависимые от температуры параметры μSR слабого ТФ и спектры μSR слабого ТФ для MoTe ₂ .

( A ) WTF временные спектры μSR для MoTe ₂ , записанные при T = 5 и 300 К. Сплошные серые линии представляют подгонки к данным с помощью уравнения.2. Температурная зависимость осциллирующей доли ( B ) и скорости парамагнитной релаксации λ ( C ) монокристаллических и поликристаллических образцов MoTe ₂ , полученных из экспериментов со слабым TF μSR. Сплошными стрелками отмечены температуры магнитного перехода T _M и T *. Сплошные серые линии представляют соответствие данных с помощью феноменологической функции (см. Уравнение 3 в разделе «Материалы и методы»).

Чтобы подтвердить наличие магнетизма в MoTe ₂ и MoSe ₂ , мы провели эксперименты по намагничиванию в зависимости от температуры и поля.Температурная зависимость макроскопического магнитного момента, записанного в приложенном поле 10 мТл при ZF-охлаждении (ZFC) (образец охлаждали до основания T в нулевом магнитном поле, измерения проводились при нагревании) и поле -охлажденные (FC) условия (образец охлаждали до основания T в приложенном магнитном поле, измерения проводились при нагревании) для MoTe ₂ и MoSe ₂ , показаны на рис. A и C) (подробности приведены в дополнительных материалах).Полевая зависимость магнитного момента для MoTe ₂ и MoSe ₂ , записанная при трех различных температурах, показана на рис. 3 (B и D). Разница между откликами ZFC и FC и большая петля гистерезиса наблюдаются для обоих образцов при базовой температуре, что подтверждает наличие ферромагнетизма в этих полупроводниках. Величина петли уменьшается с повышением температуры и полностью закрывается при высоких температурах. Коэрцитивное поле, оцененное как Тл = 5 К, составляет 300 и 400 Гс для MoSe ₂ и MoTe ₂ соответственно.Температуры начала гистерезиса (230 и 180 K для MoSe ₂ и MoTe ₂ соответственно) близки к температуре, ниже которой эксперименты μSR показывают появление неоднородного (ближнего) магнетизма (рис. 2В и рис. S2). Это означает, что ниже образуются небольшие ферромагнитные домены, которые создают неоднородные магнитные поля в образцах. Эксперименты μSR показывают четко выраженный однородный магнетизм ниже T _M ≃ 40 и 100 K для MoTe ₂ и MoSe ₂ соответственно, а также аномалии (такие как дополнительное увеличение момента и разницы ) при этих температурах также можно увидеть в данных по намагничиванию (рис.3, А и В). Данные SQUID согласуются с результатами μSR и могут рассматриваться как дополнительное независимое свидетельство наличия магнетизма в MoTe ₂ и MoSe ₂ .

Рис. 3 Данные намагниченности в зависимости от температуры и поля для MoTe ₂ и MoSe ₂ .

Температурная зависимость магнитных моментов ZFC и FC MoTe ₂ ( A ) и MoSe ₂ ( C ), записанная в приложенном поле μ ₀ H = 10 мТл.Стрелки отмечают начало разницы между моментом ZFC и FC, а также аномалии, наблюдаемые при низких температурах. Полевая зависимость магнитного момента MoTe ₂ ( B ) и MoSe ₂ ( D ), записанная при различных температурах.

STM эксперименты

Предыдущая теоретическая работа ( 10 ) и простые соображения химической связи показывают, что атомы Mo в 2H-MoTe ₂ находятся в немагнитной конфигурации 4d ² .Поэтому мы исследуем наличие дефектов в кристаллах, измеренных с помощью μSR, и спрашиваем, можем ли мы связать их с наблюдаемым магнетизмом. Чтобы проверить эту возможность, мы проводим измерения СТМ с атомным разрешением на сколотых поверхностях кристаллов из той же партии, из которой были выполнены измерения μSR. На рис. 4А показана типичная СТМ-топография поверхности MoTe ₂ . Наблюдаемая плотность дефектов достаточно мала, поэтому их можно просто подсчитать по отдельности, чтобы оценить плотность дефектов в кристалле.Плотность дефектов, измеренная на фиг. 4A, составляет 0,4%, это число типично для всех измеренных образцов. Чтобы лучше понять эти дефекты, была проведена СТМ-визуализация с высоким разрешением для определения узла решетки, на котором наблюдаются дефекты. Будучи локальным поверхностным зондом, СТМ-визуализация четко разрешает только верхний теллур решетки MoTe ₂ . Мы используем атомы Te для определения местоположения дефектов на основе их относительной высоты и центров. Внутри этих кристаллов обнаружено два типа дефектов: один расположен в позиции Te (рис.4, B — D), а другой — на участке металла (рис. 4, B, E и F). Из относительной плотности этих двух дефектов мы находим, что большинство сайтов являются бывшими дефектами сайтов Te. Из топографии этого дефекта видно, что дефект связан с посторонним атомом, замещающим халькоген, а не с вакансией халькогена. Хотя измерения СТМ сами по себе не могут определить химическую природу дефекта, мы провели эксперименты с электронно-спиновым резонансом (ЭПР), чтобы исследовать присутствие посторонних ферромагнитных примесей, таких как Fe или Ni.Результаты этих измерений показаны на рис. 4G (см. Также рис. S2), которые указывают на отсутствие следов сигнала ESR вплоть до самой низкой температуры. Предыдущие измерения с помощью просвечивающей электронной микроскопии (TEM) ( 19 ) также показали, что одним из наиболее заметных типов дефектов в этих материалах является халькогеновый антисайт, где атом молибдена заменяет атом теллура. Поэтому мы продолжаем идентифицировать его как таковое. Другой тип дефекта (рис. 4, E и F), который присутствует только в низкой плотности, находится в месте расположения атома металла.Основываясь также на комбинации измерений дефектов с помощью СТМ и ПЭМ ( 21 ), мы идентифицируем это с вакансией Мо (Mo _vac ) в кристалле. Изображение с помощью ПЭМ обеспечивает химическую идентификацию, которая показывает, что наиболее заметным дефектом на участке металла является вакансия. Измерения СТМ более точны, чем ПЭМ, при определении количества вакансионных дефектов, и полученные значения согласуются между СТМ и ПЭМ. Эта идентификация также согласуется с изображениями СТМ, которые показывают, что вакансия представляет собой топографическую депрессию при всех измеренных отклонениях.Обратите внимание, что в этих материалах, синтезированных двумя различными методами — химическим переносом паров и самопотоковым ростом, были обнаружены два основных дефекта, такие как металлические вакансии и антиситы халькогенов ( 21 ). Были также испытаны коммерческие образцы, и были обнаружены те же типы дефектов, что указывает на то, что дефекты действительно являются внутренними для MoTe ₂ и MoSe ₂ . Энергии образования металлической вакансии и металлических антиструктурных дефектов оказались ( 21 ) равными 5,22 и 4.81 эВ соответственно. Хотя вакансии халькогена имеют более низкую энергию образования, они почти никогда не наблюдаются в наших кристаллах, вероятно, из-за того, что во время роста используются очень большие отношения халькогена к источникам металла (обычно порядка 100: 1) в обоих промышленных кристаллах. выращенные и доморощенные кристаллы. Аналогичные результаты были получены для MoTe ₂ при аналогичных дефектах: металлическая антиструктура дает энергию образования 4,68 эВ, в то время как металлические вакансии дают энергию образования 10,62 эВ, что значительно больше, чем у MoSe ₂ .Это говорит о том, что большая часть магнитных дефектов может быть антиструктурной в случае образцов MoTe ₂ . Последнее уточнение функции распределения средних структурных пар (PDF) для 2H-MoTe ₂ (рис. 4H) (см. Также рис. S3) подтверждает политип 2H (SG: P 6 ₃ / mmc ) ( 9 ) и не показывает никаких признаков структурных искажений или сегрегации, согласующихся с низкой концентрацией собственных дефектов. Это соответствует наблюдению случайного распределения дефектов от СТМ.

Рис. 4 Наблюдение собственных дефектов в 2H-MoTe ₂ с помощью СТМ и характеризации образцов.

( A ) Крупномасштабная СТМ-топография с атомным разрешением (20 нм) поверхности MoTe ₂ . Изображение показывает примерно одинаковую плотность двух типов дефектов по всей поверхности. Топография СТМ была снята при уставке -1,25 В и -100 пА. ( B ) Мелкомасштабная СТМ-топография с атомным разрешением (2 нм) показывает, что эти два типа дефектов в основном представляют собой замещающие атомы Мо в узлах Te (Mo _sub ) и вакансии Mo (Mo _vac ).( C и D ) Локальная СТМ-топография (1 нм) и DFT + U — оптимизированная геометрия для дефекта Mo _sub , соответственно. Наблюдаемые атомы в (C) — это атомы в верхнем слое теллура с увеличенным профилем топографической высоты в центре шести самых ярких пятен. Мы связываем это с заменой атома теллура молибденом. ( E и F ) Наблюдалась топография СТМ локального масштаба (1 нм) и DFT + U — оптимизированная геометрия второго типа дефектов, соответственно.На изображении (E) показано углубление в топографическом профиле высоты с центром между тремя атомами теллура. На основании симметрии мы связываем это с вакансией молибдена под слоем теллура. ( G ) Спектры ЭПР 2H-MoTe ₂ , записанные при различных температурах. ( H ) Уточнение средней структуры PDF для 2H-MoTe ₂ при 300 K, согласованное с моделью гексагональной 2H-структуры.

Расчеты методом DFT

Выявив основные типы дефектов в наших кристаллах, мы выполняем DFT + U (подробности см. В разделе «Материалы и методы») для изучения их магнитных свойств.В отсутствие Hubbard U дефекты оказываются немагнитными. При конечных значениях U магнитный момент находится в диапазоне от 0,9 до 2,8 мкм _B на одну антиструктурную примесь Mo. Наряду с магнетизмом, расчеты показывают, что в присутствии U есть небольшие искажения из-за треугольной симметрии на участке дефекта Mo _sub . Поляризованная по спину плотность состояний (рис. 5A) показывает, что локализованные состояния Mo 4 d на уровне Ферми несут большую часть намагниченности с незначительным вкладом от состояний p атомов Te.Мы также обнаружили, что дефекты Mo _sub антиферромагнитно связаны с ближайшими соседними атомами Mo, как показано на рис. 5B. Магнитные моменты ближайших соседей атомов Mo могут достигать 0,10–0,40 мкм _B / атом, с меньшими вкладами для вторых и третьих соседей (0,02–0,08 мкм _B / атом). Атомы Te демонстрируют пренебрежимо малую спиновую поляризацию. Подобные эффекты ранее наблюдались в графене с различными адсорбатами и замещающими атомами металла ( 22 , 23 ).Вакансия металла Mo _vac не вносит существенного локального момента в наши расчеты. На рисунке 5C показаны спектры туннелирования СТМ, снятые для двух типов дефектов, а также вдали от любого дефекта. Спектры, снятые на дефектах Mo _sub , всегда демонстрируют глубокий зазор, в то время как металлическая вакансия Mo _vac не демонстрирует такой особенности. Сравнивая с расчетом DFT на фиг. 5A, мы видим, что это состояние в зазоре согласуется с моделью DFT для молибденовой замены теллура.

Рис.5 DFT + U и STM.

( A ) Плотность спин-поляризованных состояний, DOS (состояния / эВ), дефектов Mo _sub в антиферромагнитной (AFM) фазе. Уровень Ферми E _Fermi установлен на ноль. И DOS со вращением вверх и со спином вниз обнаруживают состояние в промежутке из-за дефекта. ( B ) Плотность намагниченности (± 0,001 электрон / Бор ³ ) на верхней поверхности объемного 2H-MoTe ₂ в конфигурации АСМ.Состояния вращения вверх и вниз показаны слабыми синими и оранжевыми изоповерхностями соответственно. Обратите внимание, что спины также связываются антиферромагнитно на локальном уровне между примесью Мо и ближайшими атомами Мо. ( C ) Сканирующая туннельная спектроскопия dI / dV s, взятая на двух типах дефектов, а также вдали от каких-либо дефектов.

Магнетизм, зависящий от давления

Для дальнейшего понимания магнитного порядка в MoTe ₂ были проведены эксперименты по μSR со слабым TF в зависимости от гидростатического давления.А именно, температурная зависимость парамагнитной фракции была измерена для MoTe ₂ при различных приложенных давлениях до 2,2 ГПа (см. Рис. S5). На основе этих данных можно построить фазовую диаграмму температура-давление для 2H-MoTe ₂ . На рис. 6 (A и B) показаны зависимости от давления температуры магнитного перехода T _M и магнитных объемных долей V _M и V * ( T = 100 K).Мы обнаружили, что гидростатическое давление оказывает значительное влияние на магнитные свойства этих материалов. А именно, мы видим подавление магнитного порядка как функции давления, которое можно наблюдать, когда амплитуда низкотемпературного перехода уменьшается с давлением (рис. S5), в то время как сильно затухающий сигнал (доля, оцененная при температурах выше начало дальнодействующего магнитного перехода (фиг. S5) остается относительно однородным, как показано на фиг. 6B. Далее, как видно из рис.6A видно, что температура перехода T _M (средняя точка перехода, обозначенная стрелками на фиг. S5) уменьшается в зависимости от давления. Эти данные показывают, что можно физически регулировать магнетизм в этих материалах с помощью давления. Сильная зависимость магнетизма от давления очень обнадеживает, поскольку подразумевает, что можно контролировать магнитные свойства. Это также означает, что одноосная деформация, которая является еще одним интересным и широко применяемым параметром настройки, также может быть полезна в этих материалах.В настоящее время мы еще недостаточно понимаем это поведение, чтобы прокомментировать дальнейшие действия, но эта сильная зависимость от давления может быть связана со следующими эффектами: (i) металличность, вызванная давлением в 2H-MoTe ₂ , как было показано ранее из экспериментов с удельным сопротивлением ( 4 ), и (ii) улучшенное межслойное сцепление, вызванное уменьшением оси c под действием давления. Безусловно, необходимы дальнейшие экспериментальные и теоретические усилия для понимания данных, зависящих от давления.

Инжир.6 Изменение давления различной величины.

( A ) Температура магнитного перехода T _M и объемная доля магнитного поля V _M как функция давления. ( B ) Зависимость магнитных фракций от давления V _M и V *, соответствующие сигналу прецессии μSR и сильно затухающему сигналу μSR соответственно. Также показан общий магнитный сигнал. Пунктирные линии указывают на глаза.

ОБСУЖДЕНИЕ

Наши измерения мюонов однозначно устанавливают 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ как магнитные полупроводники с умеренной запрещенной зоной. Результаты μSR показывают магнитный порядок ниже T _M ≃ 40 и 100 К для MoTe ₂ и MoSe ₂ соответственно. В тех же материалах измерения СТМ показывают наличие собственных разбавленных самоорганизованных магнитных антиструктурных дефектов теллура / селена, открытие, которое хорошо подтверждается ДПФ с кулоновской коррекцией.Хотя точная связь между результатами μSR и STM / DFT еще не ясна, оба результата вместе составляют первое убедительное свидетельство участия магнитного порядка в физике TMD. Установление дальнего магнитного порядка с наблюдаемой низкой плотностью антиструктурных дефектов обязательно потребует электронного взаимодействия с валентными электронами полупроводника. Наличие таких спин-поляризованных коллективизированных электронов означает, что эти материалы являются разбавленными магнитными полупроводниками (DMS). Ранее материалы DMS были синтезированы в диапазоне тонкопленочных ( 24 ) и кристаллических ( 25 ) материалов.Большой интерес вызвали полупроводники класса III-V ( 24 , 26 — 28 ), где небольшая концентрация некоторых магнитных ионов, в частности Mn ²⁺ , может быть введена путем замены группы III катионы основного полупроводника. В последние годы были преодолены многочисленные технические проблемы при изготовлении однородных материалов DMS ( 25 , 29 — 31 ), но по-прежнему остаются серьезные проблемы в производстве стабильных высококачественных материалов DMS с высоким значением T _c .Наша нынешняя система предлагает уникальные преимущества по сравнению с другими способами синтеза материалов DMS. Во-первых, дефекты, способствующие магнетизму, присущи кристаллу и распределены равномерно. Это может облегчить некоторые из проблем с материалами, с которыми обычно сталкиваются при синтезе DMS. Во-вторых, материалы расщепляются и легко наращиваются на большой площади до толщины монослоя ( 32 ). Как хорошо известно в этих материалах, ширина запрещенной зоны сильно зависит от толщины, что дает нам возможность настраивать свойства полупроводника.В-третьих, химический потенциал и электрическое поле в тонких пленках легко настраиваются с помощью электростатических вентилей ( 33 ), что дает возможность настраиваемого магнетизма, как это было замечено для GaAs ( 24 , 27 ). Наконец, эти материалы можно легко наслоить с помощью гетероэпитаксии Ван-дер-Ваальса ( 34 ), что позволит создавать в будущем уникальные концепции новых устройств. Недавно было обнаружено очень интересное открытие ферромагнетизма в монослоях VSe ₂ . Однако этот монослой и несколько слоев VSe ₂ являются металлами с высокой плотностью состояний на уровне Ферми ( 8 ).Новизна нашей работы заключается в том, что в 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ мы видим как собственный дальний магнитный порядок, так и хорошее полупроводниковое поведение. В настоящее время у нас нет систематического понимания того, как концентрация дефектов в этих материалах определяет температуру магнитного перехода и намагниченность насыщения. У нас также есть ограниченный контроль над количеством дефектов в этих образцах. Чтобы полностью использовать магнитные свойства этих полупроводников TMD, будущая работа должна решить эти важные вопросы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Подготовка образцов

Высококачественные монокристаллы и поликристаллические образцы были получены путем смешивания молибденовой фольги (99,95%) и кусков теллура (99,999 +%) в соотношении 1:20 в кварцевой трубке и запаянной. под вакуумом. Реагенты нагревали до 1000 ° C в течение 10 часов. Они находились при этой температуре в течение 24 часов, а затем охлаждались до 800 ° C в течение 30 часов (поликристаллический образец) или 100 часов (монокристаллы). При 800 ° C поток теллура отводили, и образцы закаливали на воздухе.Полученные образцы MoTe ₂ были отожжены при 400 ° C в течение 12 часов для удаления любого остаточного теллура.

Ячейка давления

Давление до 2,2 ГПа было создано в ячейке типа поршень-цилиндр с двойными стенками, сделанной из материалов CuBe и MP35N, специально разработанной для проведения экспериментов μSR под давлением ( 35 , 36 ). В качестве среды, передающей давление, использовалось масло Дафны. Давление измеряли путем отслеживания SC-перехода очень маленькой индиевой пластины по восприимчивости к переменному току.Коэффициент заполнения ячейки давления был максимальным. Доля останавливающихся в образце мюонов составляла около 40%.

Эксперимент с μSR

В эксперименте с μSR почти 100% спин-поляризованные мюоны μ ⁺ имплантируются в образец по одному. Положительно заряженные μ ⁺ термализуются в узлах межузельной решетки, где они действуют как магнитные микрозонды. В магнитном материале спин мюона прецессирует в локальном поле μ ₀ H _int на участке мюона с ларморовской частотой ν _μ = μ ₀ γ _μ / (2π) H _int [гиромагнитное отношение мюонов γ _μ / (2π) = 135.5 МГц T ^-1 ].

Эксперименты

μSR под давлением были выполнены на канале μE1 Института Пауля Шеррера (Виллиген, Швейцария), где в образец имплантирован интенсивный высокоэнергетический ( p _μ = 100 МэВ / c) пучок мюонов через ячейку давления. Низкофоновые приборы GPS (πM3 beamline) ( 37 ) и низкотемпературные LTF (πM3.3) были использованы для исследования монокристаллических и поликристаллических образцов MoTe ₂ при атмосферном давлении.

Анализ данных ZF-μSR MoTe

₂

Во всем температурном диапазоне отклик образца состоит из магнитного и немагнитного вкладов. При низких температурах для описания магнитной части сигнала μSR требуется двухкомпонентная функция релаксации. Для температур ниже 50 К четко определенная частота наблюдается примерно для 45% мюонов, в то время как около 45% демонстрируют сильную релаксацию из-за широкого распределения статического поля. Эта ситуация меняется выше 50 K, где помимо парамагнитного сигнала наблюдается только сильно затухающий сигнал.Данные были проанализированы в следующей функциональной форме с использованием бесплатного программного пакета MUSRFIT ( 38 ) (1)

Здесь V _M и V * обозначают относительную магнитную фракцию колеблющегося и сильно затухающего магнитного поля. сигналы соответственно. μ ₀ H _int — локальное внутреннее магнитное поле на участке мюона. λ _T и λ _L — скорости деполяризации, представляющие поперечную и продольную релаксирующие компоненты магнитных частей образца.λ _нм — скорость релаксации немагнитной части образца.

Анализ слабых данных TF-μSR MoTe

₂

Существенная часть асимметрии μSR возникает из-за остановки мюонов в ячейке давления, окружающей образец ( 35 ). Таким образом, данные μSR во всем диапазоне температур были проанализированы путем разложения сигнала на вклад образца и вклад ячейки давления. Кроме того, спектры TF-μSR были подогнаны во временной области с помощью комбинации медленно релаксирующего сигнала с частотой прецессии, соответствующей приложенному полю μ ₀ H = 5 мТл (из-за мюонов в парамагнитной среде). ) и быстрый релаксирующий сигнал из-за прецессии мюонов в гораздо больших статических локальных полях: (2) где A ₀ — начальная асимметрия, то есть амплитуда колебаний в полностью парамагнитном состоянии. P ( t ) — функция спиновой поляризации мюонов, а γ _μ / (2π) ≃ 135,5 МГц / Тл — гиромагнитное отношение мюонов. A _PC и λ _PC — асимметрия и скорость релаксации сигнала ячейки давления. и — амплитуды медленного (парамагнитного) и быстрого релаксирующего сигнала образца соответственно. λ ′ — скорость релаксации парамагнитной части образца, вызванная парамагнитными спиновыми флуктуациями и / или ядерными дипольными моментами.и — скорости поперечной и продольной релаксации магнитной части образца соответственно. B ‘и B ″ — магнитные поля, исследуемые мюонами, остановленными в парамагнитной и магнитной частях образца, соответственно. Исходя из этих уточнений, парамагнитная фракция при каждой температуре T была оценена как V _osc = 1 — ( T ) / A _S (0).

Анализ температурной зависимости

V _osc в MoTe ₂

Значения T _M и T * определялись с помощью феноменологической функции ( 39 ) (3) где X = M , M *.Δ T _X — ширина перехода, а a и b — эмпирические параметры. Анализируя данные на рис. 2 с формулой. 3 дает T _M = 50 (3) K и T * = 340 (3) K.

Ab initio методы DFT

Расчеты были основаны на ab initio DFT с использованием кода VASP ( 40 ) . Использовалось приближение обобщенного градиента ( 41 ) вместе с исправленными функционалами Ван-дер-Ваальса ( 42 , 43 ).Последний гарантирует, не повлияет ли какое-либо изменение коэффициентов дисперсии из-за спиновой связи на расстояние между слоями. Заметных изменений не наблюдалось. Во всех расчетах использовалась отсечка хорошо сходящейся плоской волны 800 эВ. Спроецированные потенциалы расширенной волны ( 44 , 45 ) использовались при описании среды связывания для Mo, Se и Te. Атомам и объемам клеток позволяли расслабиться до тех пор, пока остаточные силы не станут ниже 0,0001 эВ / Å в соответствии с алгоритмом сопряженного градиента.Для моделирования системы, изучаемой в экспериментах, мы создали большие суперячейки, содержащие до 300 атомов, для моделирования объемных 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ с различными дефектами и концентрациями. Зона Бриллюэна была отобрана с сеткой 3 × 3 × 2 по схеме Монкхорста-Пак ( 46 ) для выполнения релаксации. Энергетика и плотность электронных состояний были рассчитаны с использованием сходящейся выборки 11 × 11 × 3 k для элементарной ячейки 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ .Расчеты включали поправку Хаббарда- U ( 47 ) в диапазоне от 0,5 до 4,0 эВ для учета сильных локальных взаимодействий в легированной системе, в частности, из-за локализованных состояний d на фермиевском поле. уровень. В дополнение к этому мы использовали распределение Ферми-Дирака с электронной температурой k _B T = 20 мэВ для разрешения электронной структуры.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Дополнительные материалы к этой статье доступны по адресу http: // advance.sciencemag.org/cgi/content/full/4/12/eaat3672/DC1

Рис. S1. Временные спектры ZF μSR и температурно-зависимые параметры для MoSe ₂ .

Рис. S2. Температурная зависимость парамагнитной фракции для 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ .

Рис. S3. Сигналы ESR для 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ .

Рис. S4. Результаты в формате PDF для 2H-MoTe ₂ и 2H-MoSe ₂ .

Рис. S5. Изменение температуры и давления парамагнитной фракции V _osc .

Рис. S6. Данные намагниченности для MoSe ₂ и MoTe ₂ .

Рис. S7. Петля гистерезиса для MoSe ₂ и MoTe ₂ .

Рис. S8. Расчетная намагниченность антиструктурного дефекта по Хаббарду U .

Ссылки ( 48 — 53 )

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что оригинальная работа является правильно процитировано.

Благодарности: Эксперименты μSR проводились в Швейцарском Институте Мюонного Источника (SμS) Пауля Шеррера, Виллиген, Швейцария. З.Г. благодарит A. R. Wieteska и Z. Salman за полезные обсуждения, P. K. Biswas за его участие в начальных экспериментах μSR, а также I. Mazin и J. M. Tranquada за ценные обсуждения. Финансирование: рентгеновских PDF-измерений было проведено на канале 28-ID-2 Национального синхротронного источника света II, Научно-исследовательского учреждения Министерства энергетики США (DOE), используемого для Управления науки Министерства энергетики Брукхейвенской национальной лабораторией. по контракту №DE-SC0012704. З.Г. с благодарностью отмечает финансовую поддержку Швейцарского национального научного фонда (стипендия SNF для ранней мобильности постдока P2ZHP2-161980 и стипендия P300P2-177832 для повышения мобильности постдока). Работа STM была поддержана NSF через грант DMR-1610110 (A.K.) и Управлением военно-морских исследований через грант номер N00014-14-1-0501 (D.E.). Поддержка оборудования STM была предоставлена ​​Управлением научных исследований ВВС по гранту FA9550-11-1-0010 (A.N.P.). Работа на кафедре физики Колумбийского университета была поддержана NSF DMR-1436095 (DMREF) и NSF DMR-1610633, а также проектом REIMEI Японского агентства по атомной энергии.Работа в группе Биллинге была поддержана Министерством энергетики США, Управлением науки, Управлением фундаментальных энергетических наук (DOE-BES) по контракту No. DE-SC00112704. С. выражает признательность за поддержку со стороны программы стипендий для аспирантов по науке и технике национальной обороны. Синтез образцов (D.A.R.) был поддержан программой NSF MRSEC через Колумбию в Центре прецизионной сборки сверхстратных и сверхатомных твердых тел (DMR-1420634). В ВИДЕ. подтверждает поддержку гранта SCOPES номер SCOPES IZ74Z0-160484.E.S. подтверждает использование вычислительных ресурсов Национальной службы высокопроизводительных вычислений Великобритании (ARCHER), доступ к которым был получен через консорциум UKCP и профинансирован грантом EPSRC номер EP / K013564 / 1, а также поддерживаемой средой Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) номерами грантов NSF TG-DMR120049 и TG-DMR150017. Мы благодарны UK Materials and Molecular Modeling Hub за вычислительные ресурсы, которые частично финансируются EPSRC (EP / P020194 / 1). Премия Queen’s Fellow Award в виде гранта для стартапов номер M8407MPH, Благотворительный фонд (QUB, A5047TSL) и Министерство экономики (USI 097) также признаются.Подготовка материалов была поддержана Швейцарским национальным научным фондом под номером гранта PZ00P2_174015. Вклад авторов: Планирование проекта: Z.G. (μSR, PDF и SQUID) и A.N.P. (СТМ). Рост выборки: F.v.R., D.A.R. и J.C.H. Эксперименты μSR: Z.G., R.K., Z.S., H.L., C.B., A.S., E.M., A.A. и Y.J.U. Анализ данных μSR: Z.G. СТМ эксперименты: A.K., D.E., Z.G., A.N.P. Рентгеновские измерения PDF: S.B., Z.G. и S.J.L.B. Измерения электронного парамагнитного резонанса: А.S. DFT-расчеты: D.S., M.A., M.S. и E.S. Интерпретация данных: Z.G., E.S., A.N.P., Y.J.U. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов. Доступность данных и материалов: Все данные, подтверждающие сделанные выводы рукописи, находятся в статье или в Дополнительных материалах. Данные μSR также можно найти на http://musruser.psi.ch/cgi-bin/SearchDB.cgi, используя следующие данные: GPS, год: 2016 и 2017. Название запуска: MoTe ₂ .Дополнительные данные можно получить у авторов по запросу.

• Copyright © 2018 Авторы, некоторые права защищены; эксклюзивный лицензиат Американской ассоциации содействия развитию науки. Нет претензий к оригинальным работам правительства США. Распространяется по лицензии Creative Commons Attribution License 4.0 (CC BY).

Молибден

Молибден используется в качестве легирующей добавки в сталях, а молибден и его сплавы используются для изготовления электрических и электронных деталей, деталей ракет и самолетов, деталей высокотемпературных печей, сердечников для литья под давлением, инструментов для горячей обработки , расточные оправки, термопары, применение в атомной энергетике, коррозионно-стойкое оборудование, оборудование для стекловаренных печей и металлизации.Молибден также находит применение в качестве катализатора химических реакций. Молибден не подходит для продолжительной эксплуатации при температурах выше 500- ^o C в окислительной атмосфере, если он не защищен соответствующим покрытием.

Типовые характеристики:

Символ : Пн

Атомный номер : 42

Атомный вес : 95.94

Плотность: при 20 ^o C : 10,22 г / см ³

Сжимаемость : при 293 ^o C: 36 микрон ² / N

Состав:

Кристаллическая структура: объемно-центрированная кубическая, a = 0.31468 нм при 25 ^o C

Плоскости скольжения: {112} при 20 ^o C; {110} при 1000 ^o C

Направление скольжения: [111]

Межатомное расстояние: 0,27252 нм мин.

Металлография: Предпочтительно электролитическое полирование. Травление: (1) 10 г NaOH + 30 г K ₃ Fe (CN) ₆ + 600 литров воды; (3) Реактив Мураками

Тепловые свойства:

Точка плавления: 2610 ^o C

Температура кипения: 5560 ^o C

Удельная теплоемкость: при 20 ^o C: 0.276 кДж / кг x K

Скрытая теплота плавления: 270 кДж / кг (оценка)

Теплопроводность: при 20 ^o C: 142 Вт / м x

Теплота сгорания: 7,58 МДж / кг Мо

Температура перекристаллизации: 900 ^o C мин; коммерческие продукты обычно требуют более высоких температур.

Электрические свойства:

Электропроводность: при 0 ^o C: 34% IACS

Удельное электрическое сопротивление: при 0 ^o C: 52 нОм x м

Тепловая электродвижущая сила: по сравнению с платиной, от 0 до 100 ^o C: 1.45 мВ

Электрохимический эквивалент: Валентность 6, 0,1658 мг / К

Перенапряжение водорода: при 100 А / м ² : 0,44 В

Магнитные свойства:

Магнитная восприимчивость: Масса: 1,17 x 10 ^-8 мкс при 25 ^o C; 1,39 x 10 ^-8 мкс при 1825 ^o C

Оптические свойства:

Отражательная способность: 46% при 500 нм, 93% при 10000 нм

Цвет: Серебристо-белый

Механические свойства:

Механические свойства молибдена и молибденовых сплавов в значительной степени зависят от объема обработки, выполняемой ниже температуры рекристаллизации, и от температуры перехода из пластичного в хрупкое состояние.Минимальная температура рекристаллизации молибдена составляет 900 ^o C (1650 ^o F).

Химические свойства:

Молибден обладает особенно хорошей устойчивостью к коррозии под действием минеральных кислот при отсутствии окислителей. Он также устойчив ко многим жидким металлам и большинству расплавленных стекол. В инертной атмосфере он не подвержен воздействию тугоплавких оксидов до 1760 ^o C. Молибден относительно инертен по отношению к водороду, аммиаку и азоту до температуры около 1100 ^o ° C, но поверхностный нитридный слой может образовываться в аммиаке или азоте.

Заводские характеристики:

Консолидация:

В большинстве случаев молибден консолидируется из порошка путем прессования под давлением с последующим спеканием в диапазоне от 1650 до 1900 ^o C. Некоторое количество молибдена консолидируется методом вакуумно-дугового литья, при котором предварительно сформованный электрод плавится путем образования дуги в форма с водяным охлаждением.