Processing of magnetically anisotropic MnBi particles by surfactant assisted ball milling

Kanari, Katsuhiko; Sarafidis, C.; Gjoka, M.; Niarchos, D.; Kalogirou, Ο.

doi:10.1016/j.jmmm.2016.10.141

Cited by 41 publications

(18 citation statements)

References 30 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Agglomeration of the powders forms due to the surfactant molecules exist in the powders, as shown in Figure 4b,c. As shown in Figure 4d, Mn 55 Bi 45 powders have less agglomerates, because the surfactant molecules have been adsorbed at the surface of powders [20]. As seen in Figure 5, the size of Mn 55 Bi 45 powders obtained by LEBM (without surfactant) was reduced to~14 µm,~8 µm, and~2.5 µm after 4, 10 and 14 h, respectively.…”

Section: Magnetic Properties Of Mn55bi45 Powders Obtained By Differenmentioning

confidence: 88%

“…Moreover, the record of magnetization 71.2 emu/g has been achieved via milling for 8 h, heat treated, and ball milled for extra half an hour process. Li et al [19] studied the magnetic properties of anisotropic MnBi powders after LEBM performed in heptane, coercivity increases to 16.1 kOe at 5 h. The coercivity reaches a maximum of 16.2 kOe after 35 min of surfactant assisted low-energy ball milling (SALEBM) for MnBi particles obtained by Kanari et al [20]. There is still a room to improve the coercvity of MnBi after ball milling.…”

Section: Ofmentioning

confidence: 99%

“…There is still a room to improve the coercvity of MnBi after ball milling. Furthermore, the contribution of SALEBM and the effect of surface defects on magnetization, coercivity are deserved to investigate further [20,21].…”

Section: Ofmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Microstructure and Magnetic Properties of Mn55Bi45 Powders Obtained by Different Ball Milling Processes

Dong

Xiang

et al. 2019

Metals

View full text Add to dashboard Cite

Low-temperature phase (LTP) MnBi is considered as a promising rare-earth-free permanent magnetic material with high coercivity and unique positive temperature coefficient of coercivity. Mn55Bi45 ribbons with high purity of LTP MnBi phase were prepared by melt spinning. Then, Mn55Bi45 powders with different particle size were obtained by low-energy ball milling (LEBM) with and without added surfactant. The coercivity is enhanced in both cases. Microstructure characterization reveals that Mn55Bi45 powders obtained by surfactant assisted low-energy ball milling (SALEBM) have better particle size uniformity and show higher decomposition of LTP MnBi. Coercivity can achieve a value of 17.2 kOe and the saturation magnetization (Ms) is 16 emu/g when Mn55Bi45 powders milled about 10 h by SALEBM. Coercivity has achieved a maximum value of 18.2 kOe at room temperature, and 23.5 kOe at 380 K after 14 h of LEBM. Furthermore, Mn55Bi45 powders obtained by LEBM have better magnetic properties.

show abstract

Section: Magnetic Properties Of Mn55bi45 Powders Obtained By Differenmentioning

confidence: 88%

Section: Ofmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Microstructure and Magnetic Properties of Mn55Bi45 Powders Obtained by Different Ball Milling Processes

Dong

Xiang

et al. 2019

Metals

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Формирование поликристаллических LT-MnBi плёнок с МВА поле отжига в Mn/Bi/Mn плёночной системе явно указывает на присутствие переходных слоёв на Bi/Mn интерфейсе. Известно, что окисление Mn оказывает негативную роль, и вызывают изменения в структурных и магнитных свойствах MnBi наночастиц [27,28] и тонких пленок [7,17,29,30]. В методе Вильямса, в котором вначале осаждался Mn, кислородные загрязнения формируют диффузионный барьер из хемосорбированного слоя или окислов на поверхности Mn плёнки, которые подавляют твёрдофазную реакцию между Mn и Bi слоями.…”

Section: обсуждение результатовunclassified

High rotatable magnetic anisotropy in MnBi thin films

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

1 Институт физики им. Л.В. Киренского, ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия 2 Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия 3 Институт химии и химической технологии, ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия a) miagkov@iph.krasn.ru АбстрактРассмотрены изменения структурных и магнитных свойств трехслойных пленочных систем Bi/Mn/Bi и Mn/Bi/Mn эквиатомного состава в процессе вакуумного отжига. Отжиг пленок Bi/Mn/Bi при температуре 270С в течение часа приводит к синтезу хорошо исследованной высоко ориентированной низкотемпературной LT-MnBi(001) фазы с перпендикулярной магнитной анизотропией Ku ~ 1.1·10 7 эрг/см 3 и коэрцитивной силой HC ~ 1.5 кЭ. В отличие от Bi/Mn/Bi в Mn/Bi/Mn пленках при тех же условиях отжига происходит формирование поликристаллических LT-MnBi нанокластеров.В этих пленках обнаружена большая, превышающая анизотропию формы, вращающаяся магнитная анизотропия, заключающаяся в том, что в магнитных полях выше коэрцитивной силы Н =12 кЭ > НC = 9.0 кЭ легкая ось анизотропии с учетом угла отставания может быть ориентирована в любом пространственном направлении. Обосновывается, что природа вращающейся магнитной анизотропии обусловлена структурным сосуществованием эпитаксиально связанных LT-MnBi и QHTP -Mn1.08Bi фаз. Наши результаты экспериментально доказывают, что кроме плоскостных и перпендикулярных плёночных сред существует класс магнитных плёночных материалов с пространственно настраиваемой лёгкой осью. Введение.Ферромагнитные свойства и получение интерметаллических компаундов MnBi широко изучаются, как возможная замена редкоземельных металлов в производстве постоянных магнитов [1-4] и магнитных сред для магнито-оптической записи пленок [5][6][7]. Одним из основных магнитных MnBi компаундов является низкотемпературная фаза LT-MnBi, которая имеет высокую анизотропию и относительно высокую намагниченность, большое фарадеевское вращение [5][6][7]. С увеличением температуры выше 633K (360°С) LT-MnBi превращается в парамагнитную высокотемпературную фазу HTP-MnBi, которая при быстрой закалке переходит в ферромагнитную QHTP-Mn1.08Bi фазу. При комнатной температуре закалённая QHTP-Mn1.08Bi термически нестабильна и медленно преобразуется в течении двух лет в стабильную LT-MnBi фазу [7]. Предполагается, что этот переход происходит через неизвестные метастабильные третьи фазы [8][9][10], включая квазикристаллическую фазу [11]. Хотя первопринципные вычисления предполагают при частичной замене Mn на другие переходные металлы стабилизацию LT-MnBi структуры [12,13], однако малые Rh и Mn добавки в LT-MnBi стабилизируют орторомбическую фазу, структурные и магнитные свойства, которой близки к высокотемпературной фазе HTP-Mn1.08Bi [14,15].В пленочных системах наблюдается асимметрия в химическом перемешивании на интерфейсе Bi с Mn при синтезе LT-MnBi плёнок в зависимости от последовательности осаждаемых слоёв [7,10]. При последовательном осаждении на подложку первого слоя Mn и второго слоя Bi (Bi/Mn образцы) для синтеза LT-MnBi в температурном 225°С -

show abstract

“…It has been observed [9][10][11] that the high-energy ball-milling process necessary to enhance coercivity i H c is assisted by the reduction of M s due to the decomposition of MnBi (LTP). Some other methods were also used to prepare high coercive MnBi green powders such as the mechanochemical synthesis method [12], direct chemical synthesis of MnBi particles [13]; but the they are assisted by the low value of M s ~20 emu/g.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

IMPROVEMENT OF MAGNETIC PROPERTIES OF MnBi POWDERS PREPARED BY LOW-ENERGY BALL MILLING

Xuan¹

2018

JST

View full text Add to dashboard Cite

Recently MnBi magnetic material attracts a large attention due to its potential for high-temperature permanent magnetic applications. Although its sponatenous magnetization is moderate, Ms ~ 8.2 kG74 emu/g but its large coercivity, iHc > 10 kOe, which results in the theoretical value of energy product (BH)max ~16.8 MGOe. The MnBi single phase is difficult to be prepared by using conventional techniques, such as the arc-melting, melt-spinning and sintering because of the big difference between the melting temperatures of Bi (544 K) and Mn (1519 K). Furthermore, the magnetic properties of magnets are strongly dependent on processing. The heat treatment of arc-melted alloys, the ball milling of annealed alloys, and the bulk magnets fabrication were found to have large effects on (BH)max of MnBi magnets. In this work, we report the effects of decomposition of MnBi LTPlow temperature phase (LTP) into Bi and Mn during low-energy ball milling (LEBM) carried out in xylene and silicon oil protection solvent environments and its influence on the magnetic properties of green MnBi as-milled powders. In both solvents, by LEBM for 120 - 150 min, MnBi arc-melted and annealed alloys were ground into fine particles of 0.5 – 5 µm to increase iHc up to 5 kOe. By LEBM for 120 min, the viscous silicon oil constrained the decomposition of MnBi (LTP) keeping Ms around 56 emu/g instead of 42 emu/g of in-xylene LEBM powders.

show abstract

Processing of magnetically anisotropic MnBi particles by surfactant assisted ball milling

Cited by 41 publications

References 30 publications

Microstructure and Magnetic Properties of Mn55Bi45 Powders Obtained by Different Ball Milling Processes

Microstructure and Magnetic Properties of Mn55Bi45 Powders Obtained by Different Ball Milling Processes

High rotatable magnetic anisotropy in MnBi thin films

IMPROVEMENT OF MAGNETIC PROPERTIES OF MnBi POWDERS PREPARED BY LOW-ENERGY BALL MILLING

Contact Info

Product

Resources

About