С помощью механоактивации получены образцы аморфных фуллеренов и изучена их структурная стабильность по отношению к температурным воздействиям. При высокотемпературном (600-1600К) отжиге аморфных фуллеренов обнаружен полиаморфный переход из молекулярного стекла в атомарное, сопровождающийся исчезновением фуллеренных гало при малых углах рассеяния (рис.3).

При изучении взаимодействия водорода под давлением >100 атм и температуре выше 4000С с аморфными фуллеренами было установлено образование кристаллической гидридной фазы, содержащей около 4 вес% водорода (примерного состава С2Н). Структура этой фазы по данным рентгеновской и нейтронной дифракции оказалась

Рис.4. Переход из молекулярного стекла в атомарное графитоподобной с а ≈ 2агр, с ≈ сгр (аналогично интеркалатам щелочных металлов).

Фаза обладает ферромагнитными свойствами, обнаруживает линейное возрастание восприимчивости с температурой и довольно высокую коэрцитивную силу (НС>800 э). При этом в отличие от недавно обнаруженных ферромагнитных фаз высокого давления чистых и наводороженных фуллеренов ее структура и свойства остаются стабильными в течение, по крайней мере, 2-х лет. В то же время при взаимодействии аморфных фуллеренов с дейтерием возникает фаза с иной структурой и другими магнитными свойствами. С помощью нейтронрадиационного анализа обнаружено наличие Ni в некоторых магнитных образцах, что указывает на возможную примесную природу магнетизма.

Полученные результаты показывают, что в наноразмерных системах возможны фазовые переходы, изменение фазового состояния, фазовых границ и координации атомов отличные от превращений в кристаллических образцах.

Одним из наиболее эффективных способов модифицирования свойств материалов является их легирование. Однако его влияние на свойства сплавов ограничено, что связано с низкой растворимостью элементов в цинке. Применение сверхбыстрой закалки из расплава даёт возможность увеличить взаимную растворимость компонентов и тем самым усилить действие легирующих элементов [1]. В связи с этим представляет интерес исследовать влияние различных легирующих добавок на электрические свойства быстрозатвердевших цинковых сплавов.

Исследуемые в работе фольги

получались сверхбыстрой закалкой из жидкой фазы инжектированием капли расплава (~ 0,2 г) на внутреннюю полированную поверхность быстровращающегося медного цилиндра с частотой 25 об/с. Для исследования использовались фольги толщиной от 30 до 80 мкм. Скорость охлаждения расплава, как показал расчет [2], была не менее 106 К/с.

На рис.1 представлены графики зависимости дифференциальной термо-ЭДС a от концентрации легирующего элемента.

Рис. 5. Зависимость термо-ЭДС a фольг сплавов бинарных систем на основе цинка от концентрации легирующего элемента.

Проведенные исследования показали, что в фольгах сплавов на основе цинка в результате образования пересыщенного твердого раствора предел растворимости элементов увеличивается и достигает 1 ат.% [3]. Как видно, образование пересыщенного твердого раствора в фольгах при легировании цинка ведет к возрастанию значения a в сплавах системы Zn-Cu, не изменяет его значения при легировании цинка кадмием, и вызывает уменьшение термо-ЭДС в сплавах систем Zn-Al, Zn-In, Zn-Sn и Zn-Ge.

Известно, что для металлов с валентностью 2 поверхность Ферми пересекает границы зоны Бриллюэна. Это означает, что первая зона заполнена не полностью, и у границ зоны Бриллюэна имеется область свободных состояний или дырок, а во второй зоне имеются занятые состояния у границ первой зоны [4]. В этом случае вклад в дифференциальную термо-ЭДС вносят электроны и дырки, и его значение описывается в рамках двухзонной электронной модели соотношением [5]:

(1)