Combustion peculiarities in the 2Co–Ti–Al system and properties of half-metallic ferromagnetic Heusler alloy Co2TiAl

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Combustion in the 2Co–Ti–Al system was observed by high-speed video recording. It is established that combustion occurs in the frontal mode, and the process parameters are determined. The maximum rate of the combustion temperature increase from the moment of initiation to the maximum value reached 2.7 · 104 K/s. The front propagation velocity calculated from the video recording was 9.4 cm/s. A micro-hotspot mode of combustion of the reaction composition was found. The temperature dependences of the electrical resistivity and magnetic moment of the single-phase Co2TiAl product synthesized in the combustion mode have been measured. For the synthesized Co2TiAl sample, the Curie temperature is Tc = 120 ± 5 K, and the electrical resistivity at room temperature is 1.35 μOhm · m. It is shown that the electrical and magnetic properties of the Co2TiAl alloy obtained in the combustion mode are similar to those of alloys obtained by arc melting.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. L. Busurina

Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science, Russian academy of sciences

Author for correspondence.
Email: busurina@ism.ac.ru
Russian Federation, Chernogolovka

A. E. Sytschev

Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science, Russian academy of sciences

Email: busurina@ism.ac.ru
Russian Federation, Chernogolovka

S. G. Vadchenko

Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science, Russian academy of sciences

Email: busurina@ism.ac.ru
Russian Federation, Chernogolovka

A. V. Karpov

Merzhanov Institute of Structural Macrokinetics and Materials Science, Russian academy of sciences

Email: busurina@ism.ac.ru
Russian Federation, Chernogolovka

References

  1. F. Appel, H. Clemens, F. Fischer, J. Progress Mater. Sci. 81, P. 55 (2016). https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2016.01.001
  2. S.K. Dolukhanyan, A.G. Aleksanyan, G.N. Muradyan et al, Russ. J. Phys. Chem. B 15, 740 (2021). https://doi.org/10.1134/S1990793121040035
  3. R. De Groot, F. Mueller, P. Engen et al., Phys. Rev. Lett. 50, 2024 (1983). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.50.2024
  4. A.N. Vasilyev, V.D. Buchel’nikov, T. Takagi et al., Physics-Uspekhi. 46, 559 (2003). https://doi.org/10.1070/pu2003v046n06abeh001339
  5. Т. Graf, G. Fecher, J. Barth et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 42, 084003 (2009). https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/8/084003
  6. Yu.A Perevozchikova, N.I. Kourov, S.M. Emel’yanova et al, Mezhdunarodnyj zhurnal prikladnyh i fundamental’nyh issledovanij. 3, 539 (2016). https://appliedresearch.ru/ru/article/view?id=8928&ysclid=ll6qs1l7xz185782893
  7. B. Fadila, M. Ameri, D. Bensaid et al., J. of Magnetism and Magnetic Materials. 448, 208 (2018). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.06.048
  8. M. Koller, T.Chráska, J. Cinert et al., Materials and Design. 126, 351 (2017). https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.04.028
  9. W. Zhang, L. Zhao, Z. Qian et al., J. Alloys Compounds. 431, 65 (2007). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.05.083
  10. V.I. Itin, Yu.S. Naiborodenko High-temperature synthesis of intermetallic compounds, Tomsk, Ed. by Tomsk University, 1989 [in Russian].
  11. M. L. Busurina, A.E. Sytschev, A.V. Karpov et al., Russ. J. Phys. Chem. B 14, 999 (2020). https://doi.org/10.1134/S1990793120060020
  12. S.L. Silyakov, M.Yu. Shiryaeva, A.F. Belikova et al., Russ. J. Phys. Chem. B 16, 290 (2022). https://doi.org/10.1134/S1990793122020129
  13. J. Liang, L. Zhu, L.V. Wang, Light Sci. Appl. 7, 42 (2018) https://doi.org/10.1038/s41377-018-0044-7
  14. A.S. Mukasyan, S. Hwang, A.E. Sytchev et al., Combust. Sci.Techn. 115, 335 (1996). https://doi.org/10.1080/00102209608935535
  15. A.S. Rogachev, A.S. Mukasyan, Combust. Explos. Shock Waves. 51, 53 (2015).
  16. N.A. Kochetov, B.S. Seplyarskii, Russ. J. Phys. Chem. B 17, 381 (2023). https://doi.org/10.1134/S1990793123020082
  17. A.S. Rogachev, S.G.Vadchenko, N.V. Sachkova et al., Dokl. Phys. Chem. 478, 27 (2018). https://doi.org/10.1134/S0012501618020021
  18. M.L.Busurina, A.E. Sychev, I.D. Kovalev et al., Combust. Explos. Shock Waves. 56(3), 317 (2020). https://doi.org/10.1134/S0010508220030089
  19. S. Mizusaki, T. Ohnishi, T.C. Ozawa et al., Transactions on Magnetics. 47, 2444 (2011). https://doi.org/10.1109/TMAG.2011.2159581
  20. A.S. Shcherbakov, A.F. Prekul, R.V. Pomorcev, Pis’ma v ZHETF. 32(6), 425 (1980) [in Russian].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Video frames of the SHS process of a sample of the 2Co + Ti + Al composition in a vacuum, obtained using a high-speed video camera.

Download (23KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Thermogram of the SHS process of the reaction mixture of the composition 2Co+Ti+Al in a vacuum.

Download (11KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Micro-foci on the surface of the combustion front of the 2Co+Ti+Al composition.

Download (7KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Photo of the sample before (1) and after synthesis (2).

Download (13KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Photograph of the microstructure of the surface of a section of a sample of combustion products of a 2Co−Ti−Al mixture and the results of EDA (wt.%).

Download (20KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Temperature dependence of the magnetic moment M of the synthesized Co2TiAl sample cooled in zero magnetic field and a magnetic field H = 10 kA/m.

Download (16KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. a – Temperature dependence of specific electrical resistance; b – dependence of ln{σ(T)−σ0} on T−1/4 for the synthesized Co2TiAl sample.

Download (21KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».