Fe 60 Si 40 M 4 X ì Ä ¶ ¥ £ ?8 ý V R Ë õ m Í Q : g ºÄ Z ØV Ä

(1)

Fe 60 Si 40 M 4 X ì Ä ¶ ¥ £ ?8 ý V R Ë õ m Í Q : g ºÄ Z ØV Ä

è

¡ò 6 B) o

^∗

· ¤) ç Ô

Ø

æ· ¡ ¤@ / < Æ §, ' õ AÅ Ò 361-763

»õ i u¬ £ · ) ç g ` @) o · T , > ] 8 ; · + ä < g Y @ · Ðª < ç ¡ · ý ¡+ ä

Ø

æ· ¡ ¤õ < Æ ¦1 p x < Æ §, Ø æ· ¡ ¤ ' õ A" é ¶ 363-853 (2009¸ 3 Z 4 17{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

l

> & h ½ + ËF KZ O Ü ¼ Ð ] j ¸ ) a Fe

60

Si

40

_ p [ j½ ¨ ¸ x 9 l & h : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3 # ½ ¨ ¸ x 9 l & h : £ ¤$ í õ

_ ' aº $ í ` ¦ ¸ % i . l > & h ½ + ËF K o r ç ß É r 1, 2, 4, 6, 12, 24s % 3 Ü ¼ 9 y r « Ñ_ ½ ¨ ¸ H XRD x

9 EXAFS\ _ K ì r$ 3 ÷ &% 3 . XRD ì r$ 3 \ _ # r « Ñ_ long range orders ¸ ÷ &% 3 ¦, EXAFS

\

_ # r « Ñ_ local structure ¸ ÷ &% 3 . XRD ì r$ 3 õ 1r ç ß s ? /\ r « Ñ[ þ t_ Si peak[ þ ts

&

³$ y × ¦# Q[ þ t% 3 . EXAFS ì r$ 3 õ 12r ç ß s t " f r « Ñ_ local structure 7 l r

#

24r ç ß s t z ¤` ¦ M : local structure H þ j í r « Ñ_ ½ ¨ ¸ü < ) É r ½ ¨ ¸ ' a8 £ ¤÷ &% 3 . s כ Ü ¼

Ð l > & h ½ + ËF KZ O \ _ # Fe

60

Si

40

½ + ËF Ks 12r ç ß \ + þ A$ í H d` ¦ S X % i . r « Ñ_ l & h : £ ¤$ í É r VSM\ _ K 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 ¦ r « Ñ_ o H l > o½ + ËF K r ç ß s â õ < Ê\ & h y è % i ¦, l > o

½ +

ËF K r ç ß s 12r ç ß â õ % i ` ¦ M : r « Ñ_ o ° ú כ É r _ o t · ú § H כ ` ¦ ' a8 £ ¤ % i . EXAFS ì

r$ 3 õ í o o ° ú כ_ y èü < local structure\ " f Fe-Fe ½ + Ë_ y èü < x 9 ] X ô Ç ' aº s e 6 £ §` ¦ S X

% i .

PACS numbers: 61.10.H

Keywords: Fe-Si, Mechanical alloy, Magetization, EXAFS, Local structure

I. " e Â ] Ø

Fe-Si ½ + ËF K É r Õ ª1 l xî ß ª ô Ç transformer F « Ñ x 9

$ í

F « Ñ Ð ´ ú §s s 6 x÷ &# Q M ® o [1–4]. Fe-Si ½ + ËF K É r Si_

<

Ê| ¾ Ó\ FeSi

2

, FeSi, Fe

2

Si, Fe

3

Si 1 p x ª ô Ç ½ + ËF Ks +

þ

A$ í ÷ & ¦ Õ ª כ [ þ t_ l & h x 9 l & h : £ ¤$ í s ª >

è ß . Fe

2

Si, Fe

3

Si x 9 ^ o =_ < Ê| ¾ Ós Û æÂ Òô Ç q & ñ | 9 Fe-Si ½ + ËF K\ " f l & h : £ ¤$ í É r ´ ú §s ¦ e ¦ s ü <

H ì ø Í@ / Ð FeSi

2

ü < ° ú É r ^ o =_ < Ê| ¾ Ós & h É r ¸$ í \ " f H ì ø Í

¸^ : £ ¤$ í ` ¦ ? / ¦ e . FeSi

2

H q §& h Z } É r : r ¸

\

" f ¸ \ P ´ òõ \ ¦ Ä »t # þ j H \ P F « Ñ Ð ¸ ´ ú §s

½ ¨| ¨ c ÷ r m GaAs InPü < ° ú É r ì ø Í ¸^ F « Ñ\ ¦ @ / u

½ + É Ã º e H [ j@ / ì ø Í ¸^ F « Ñ Ð ´ ú §s ½ ¨÷ & ¦ e [3]. s ü < ° ú s Fe-Si ½ + ËF K É r ª ô Ç 6 £ x6 x0 p x$ í s e # Q

"

f þ j H l > & h ½ + ËF KZ O \ _ ô Ç Fe-Si ½ + ËF K\ @ /ô Ç ½ ¨

Ö ¸µ 1 Ïy ' ÷ & ¦ e [5]. l > & h ½ + ËF KZ O É r 1960¸

@

/ > hµ 1 Ï ) a ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ¿ º t s © _ ½ + ËF Kì r´ ú ` ¦ ¦\ -

∗E-mail: [email protected]

t

Milling ~ ½ ÓZ O \ _ K ½ + ËF K` ¦ + þ A$ í H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð þ j H

¸½ + ËF Kì r´ ú ] j ¸\ ´ ú §s s 6 x÷ & ¦ e . l > & h ½ + ËF K

É

r # Q t © s D ¥F H 1 p x { 9 Â Ò é ß & h ` ¦ t ¦ e Ü

¼ e _ ¸$ í _ ½ + ËF K ì r´ ú ` ¦ < H~ 1 > ] j ¸½ + É Ã º e H ©

&

h

M :ë H\ D h Ðî r èF _ > hµ 1 Ï\ ´ ú §s s 6 x÷ & ¦ e .

Fe-Si ½ + ËF K_ l & h : £ ¤$ í É r Fe-Fe s _ © ñ 6 x\ _

# Ù ¼ Ð ½ + ËF K_ l & h : £ ¤$ í ` ¦ · ú Ðl 0 A K

" f H Fe Å Ò0 A_ " é ¶ [ þ ts # Qb G> ½ + Ë÷ &# Q e Ht \ ¦

¸ ½ + É 9 כ ¹ e . s ü < ° ú É r ½ ¨ ¸ì r$ 3 É r & ñ | 9 â Ä

º X r] X ì r$ 3 ` ¦ : x # ì r$ 3 ½ + É Ã º e . Õ ª Q

&

ñ

| 9 s m ¿ º t s © _ © I [ O # e ` ¦ â Ä

º X r] X ì r$ 3 Ü ¼ Ð H Õ ª כ _ ½ ¨ ¸\ ¦ ì r$ 3 l # Q§ >

. Fe-Fe © ñ 6 x` ¦ · ú Ðl 0 A # Fe

x

Si

1−x

½ + ËF K\

"

f Fe Å Ò0 A_ " é ¶ [ þ ts # Qb G> C \ P K e H : £ ¤y ^ o = Å Ò 0

A\ É r ^ o =[ þ t_ C 0 AÃ º ½ + ËU ´s 1 p xs s ½ + ËF K_ l

& h : £ ¤$ í ` ¦ s K HX < 9 Ã º& h s . s ü < ° ú s ^ o = " é ¶

Å Ò0 A_ É r " é ¶ ü < # Qb G> ½ + Ë ¦ e H\ ¦ · ú

Ð H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð EXAFS (Extended x-ray absorption fine

structure) ì r$ 3 Z O ` ¦ 6 xô Ç [6,7]. EXAFS ì r$ 3 É r Ó ü t

-693-

(2)

| 9

\ X ` ¦ È Òõ r & Ó ü t| 9 s X- ` ¦ f ¨Ã º H & ñ ¸\ ¦ ì

r$ 3 # Ó ü t| 9 _ Local structure\ ¦ ì r$ 3 H ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð 1971¸ Sayers\ _ K > hµ 1 Ï÷ &% 3 . X s Ó ü t| 9 ` ¦ ½ ¨$ í

H " é ¶ \ È Ò ÷ & " é ¶ _ l $ \ e H " é ¶ µ

1 ÚÜ ¼ Ð s ÷ & HX < s M : ] X " é ¶ ÐÂ Ò' í ß ê ø Í÷ &# Q ¸ H

e Ü ¼ µ 1 ÚÜ ¼ Ð H ü < í ß ê ø Í÷ &# Q [ þ t# Q : r

ç ß [ O > ÷ &# Q ² D G _ s S X Ò ¦s >

)

a . s ü < ° ú É r o H X _ \ -t \ & t

¢

¸ H t 9 Å Òl & h Ü ¼ Ð Ù ¼ Ð X f ¨Ã º > Ã º

Å

Òl & h Ü ¼ Ð & & & ô Ç . Local structure Ã º

] X " é ¶ ü <_ o s Å Òl \ f ] X & h Ü ¼ Ð ' a#

>

÷ & ¦ " f X f ¨Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ì r$ 3 < ÊÜ ¼ Ð+ ]

X

" é ¶ _ Ã º, " é ¶ ç ß ½ + Ë o , ] X " é ¶ _ ì r í ¢ ¸ H \ P

&

h

1 l x © I 1 p x` ¦ ì r$ 3 ô Ç .

:

r ½ ¨\ " f H Fe

60

Si

40

l > & h ½ + ËF K` ¦ ] j ¸ # Õ ª כ _

l & h : £ ¤$ í _ oü < EXAFS ì r$ 3 \ _ ô Ç ^ o = Å Ò0 A _

local structure\ ¦ ¸ ¦ ½ + ËF K_ l & h : £ ¤$ í o ü

< ½ ¨ ¸ oü <_ ' aº $ í ` ¦ ¸ % i .

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

l

> & h ½ + ËF K © u SPEX 8000 Mixer&Miller\ ¦ s 6 x

#

{ 9 _ ß ¼l 50-100 µm í HÃ º Fe, Si_ 60 : 40 D ¥

½ +

Ë ì r´ ú ÐÂ Ò' ½ + ËF K o õ & ñ ` ¦ : x # Fe

60

Si

40

l > & h ½ + Ë F

K` ¦ ë ß [ þ t% 3 . ½ + ËF K o õ & ñ \ " f D ¥½ + Ë ì r´ ú \ < Êa [ þ t# Q e

H # Q > h_ Û ¼_ Y UÛ ¼ ^ ¦s ì ø Í4 ¤& h Ü ¼ Ð y © § 4 ô Ç Ø æ [

t` ¦ 9 ì r´ ú s ì r W÷ & " f Ð ½ + Ë # ½ + ËF K` ¦ + þ A

$ í

ô Ç . Fe

60

Si

40

_ ¸$ í q H ^ o =õ ½ © è_ " é ¶ Ã º q s 9 r « Ñ_ | ¾ Óõ Û ¼_ Y UÛ ¼ ^ ¦_ | 9 | ¾ Óq H @ /| Ä Ì 5:1s

% 3

. Milling r ç ß @ /Z > ½ + ËF K o & ñ ¸\ ¦ · ú Ðl 0 A # M illingtime\ ¦ 1, 2, 4, 6, 12, 24r ç ß \ + þ A$ í ÷ & H r « Ñ\ ¦ y

y Ð ë ß [ þ t# Q y r « Ñ_ $ í x 9 ½ ¨ ¸ì r$ 3 ` ¦ z ´r

% i

. l & h : £ ¤$ í ` ¦ · ú Ðl 0 A # 1 l x r « Ñ § 4 > (vibrating sample magnetometer) Ð y r « Ñ_ í o

o ° ú כ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i . ½ ¨ ¸ o\ ¦ · ú Ðl 0 A # X

r] X ì r$ 3 © u (X-ray diffractometer)\ ¦ s 6 x l 0 A

#

y r « Ñ_ X r] X ì r$ 3 ` ¦ z ´r % i . X r] X ì r

$ 3

Ü ¼ ÐÂ Ò' milling r ç ß @ /Z > r « Ñ_ & ñ $ í _ o x 9

©

o | 9 " f ¸\ ¦ ì r$ 3 % i . X Ü ¼ Ð Cu Target\ " f µ

1 ÏÒ q t ) a כ ` ¦ 6 x % i Ü ¼ 9 8 £ ¤& ñ # 3 0 A H 2θ 15° ∼ 90°

# 3 0 A\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i . Local structure\ ¦ ì r$ 3 l 0 A

#

í ½ Ó 5 Å ql 3C1 c \ " f y z ´+ « >\ @ /ô Ç EXAFS (extended x-ray absorption fine structure) ì r$ 3 ` ¦ z ´r

% i . EXAFS z ´+ « > É r Fe Kedge (7112 eV) H~ ½ Ó\ " f

0 5 10 15 20 25

40 60 80 100 120 140

Saturation magnetization (emu/g)

Milling times (Hours)

Fig. 1. Saturation magnetization of Fe

60

Si

40

mechanical alloys with milling times.

z

´r ÷ &% 3 . í ½ Ó 5 Å ql H _ 5 Å q\ -t 2.5 GeV s 9 z ´+ « > H 1 l xî ß $ © a A_ c À Ó H 120-200 mA s

% 3 . 3C1 c _ DCM (double crystal monchrome- tor) É r Si (111)_ & ñ ` ¦ s 6 x ¦ e Ü ¼ 9 DCM\ " f

¸ H higher harmonic l \ ¦ ] j l 0 A # 15% detuning % i . EXAFS z ´+ « > É r y ì r´ ú r « Ñ\ @ /

# È Òõ f ¨Ã º ~ ½ Ód (transmission mode)Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3

. EXAFS ì r$ 3 \ " f H Fe Å Ò0 A_ local structure x 9 é ß

o | 9 " f ¸\ ¦ ì r$ 3 % i .

III. ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

l

> & h ½ + ËF K o õ & ñ \ " f Fe-Si D ¥½ + Ë ì r´ ú É r ¦\ - t

^ ¦_ Ø æ[ t\ _ K " f ì r W ¢ ¸ H ½ + Ë õ & ñ ` ¦ 2 ; .

Milling íl \ H Å Ò Ð Fe, Si { 9 W÷ &# Q { 9 _ ß ¼ l

& h y èô Ç . Millings 8 ' ÷ & ¿ º " é ¶ è H

&

h

[ O s l r # ½ + ËF K o é ß > Ð [ þ t# Q . s õ & ñ

\

" f Fe-Fe ½ + Ës y è| ¨ c כ ` ¦ \ V © ½ + É Ã º e HX < s כ

É

r ² D G Ó ü t| 9 _ o (magnetization)\ % ò ¾ Ó` ¦ p 2 ; .

Figure 1 É r ½ + ËF K o õ & ñ ` ¦ u H 1 l xî ß r « Ñ_ í o o

° ú

כ_ o\ ¦ · p . Figure 1\ " f Ðs 1 p ws millings r

÷ & ¦Â Ò' 6r ç ß s â õ | ¨ c M : t r « Ñ_ í o o

° ú

כs 5 Å q& h Ü ¼ Ð y è % i ¦ 6r ç ß õ 12r ç ß s \ í

o o ° ú כ_ y è " 3 Æ Ò# Q כ Ü ¼ Ð z ¤ . 24r ç ß milling % i ` ¦ M : ç ß 7 £ xô Ç כ É r z ´+ « > ¸ כ Ü ¼ Ð Ò

q

ty ) a . í o o ° ú כ\ " f Ðs 1 p ws millings > 5 Å q÷ &

H 1 l xî ß Fe-Fe ½ + Ës t 5 Å q& h Ü ¼ Ð y è ) a כ Ü ¼ Ð Ðs 9 s

כ É r Fe cluster5 Å qÜ ¼ Ð q $ í ^ " é ¶ Si" é ¶ > 5 Å q g

Ë

>È ÒK [ þ t# Qç ß כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . s ü < ° ú s & ñ ½ ¨ ¸

o H X r] X ì r$ 3 ` ¦ : x # ì r$ 3 K ^ ¦ Ã º e .

(3)

20 30 40 50 60 70 80 90 0

Si(311) Fe (200) Fe (211)

24 HRS 12 HRS 6 HRS 4 HRS 2 HRS 1 HR Si(111)

Fe(110)

XRD Intensities

2*theta

Fig. 2. XRD patterns of Fe

60

Si

40

mechanical alloys with milling times.

Figure 2\ Ð כ É r milling r ç ß \ É r Fe

60

Si

40

l

>

& h ½ + ËF K_ XRD 8 £ ¤& ñ õ s . Figure 2\ " f Ð H ü

< ° ú s 1r ç ß milling % i ` ¦ M : H Feõ Si_ & ñ ½ ¨ ¸

¸¿ º ¶ ú e H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e . s כ É r @ /Â Òì r Fe x

9 Si cluster[ þ ts ´ ú §s ï ß > rK e 6 £ §` ¦ · p . Si (111) peak H 6r ç ß millingM : t p [ j > z e 12r ç

ß

s Ê ê\ H t · ú § ¦ e . Fe(111) peak H ì ø Í& h Ü

¼ Ð y © > z ¤ ¦ millingr ç ß s â õ < Ê\ & h

y è l H % i Ü ¼ 24r ç ß t z e H כ ` ¦ ^ ¦ Ã

º e % 3 ¦ 2θ = 42°ü < 2θ = 48°\ D h Ðî r peak[ þ ts D h Ð

H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e % 3 . s כ É r ^ o =_ BCC ½ ¨ ¸ H

½ +

ËF K o ´ ú §s ' ) a + '\ ¸ { 9 Â Ò > rF < Ê` ¦ · ú Ã º e Ü ¼ 9 D h Ðî r peak[ þ ts Ò q tl H כ É r D h Ðî r & ñ ^ + þ A$ í H

d` ¦ _ p ô Ç . Figure 2\ " f Ð XRD peak[ þ t É r r « Ñ _

ì ø Í& h & ñ ½ ¨ ¸ o\ @ /ô Ç ç ß ] X & h & ñ Ð\ ¦ ] j /

B

N t ë ß í o o ¸\ ¦ [ O " î l 0 Aô Ç Fe-Fe" é ¶ ç ß & ñ

Ð H · ú Ðl j Ë µ[ þ t . s כ ` ¦ · ú Ðl 0 AK EXAFSì r

$ 3

` ¦ z ´r % i .

Figure 3 É r Fe

60

Si

40

l > & h ½ + ËF K_ Fourier trans- formed EXAFS Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ · p כ s . Figure 3\

"

f R = 2.2 ˚ A_ Z } É r peak H ^ o =_ BCC ½ ¨ ¸\ " f first nearest neighbor Fe " é ¶ \ l ô Ç כ s 9 R = 2.5 ˚ A _

shoulder peak H second neighbor, R = 3.5 ˚ A_ peak H third neighbor, R = 4.5 ˚ A peak H forth neighbor\ ¦

· p . Figure 3\ " f Ð H ü < ° ú s milling r ç ß s 7 £ x

<

Ê\ Fe_ y peak[ þ ts & h y è < Ê` ¦ ^ ¦ Ã º e Ü ¼ 9 s כ É r Fe_ cluster & h ì r W÷ & ¦ e 6 £ §` ¦ _ p ô Ç

. Milling times 6r ç ß â õ ½ + É M : t ^ o =_ BCC ½ ¨ ¸

Ä »t ÷ & ¦ e Ü ¼ 6r ç ß õ 12r ç ß s \ ^ o =_ BCC

½

¨ ¸ H t ¦ Fe " é ¶ Å Ò0 A\ @ /Â Òì r Sis 0 Au H D

h Ðî r ½ ¨ ¸ ¦ e H כ ` ¦ ^ ¦ Ã º e . 12r ç ß \

0 1 2 3 4 5 6 7

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Fe-Si

Fe-Fe

|Fourier Transform|

R(A)

1HR 2HRS 4HRS 6HRS 12HRS 24HRS

Fig. 3. Fourier transformed EXAFS spectra of Fe

60

Si

40

mechanical alloys with milling times.

0 1 2 3 4 5 6 7

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18

|Fourier transform|

R(A)

FeSi₂ Fe₆₀Si₄₀-24HRS

Fig. 4. Comparison of Fourier transformed EXAFS spec- tra for FeSi

2

and Fe

60

Si

40

alloy processed for 24 hours.

"

f 24r ç ß s \ 12r ç ß \ è ß ½ ¨ ¸_ é ß o | 9 " f

¸ 7 £ x H כ Ü ¼ Ð z ¤ . Õ ª Q 12r ç ß õ 24r ç

ß

millingô Ç r « Ñ\ " f ¸ R = 2.3 ˚ A_ É r peak e H

כ

` ¦ ^ ¦ Ã º e ¦ s כ É r Fe" ¶ é \ l ô Ç כ Ü ¼ Ð ^ ¦ Ã º e

. s Fe " é ¶ H × æd _ Fe" é ¶ ü < ½ + Ë÷ &# Q e ¦ s

"

é

¶ © \ _ ô Ç y © $ í ´ òõ ± ú Ã º e Ü ¼ 9 s כ É r Figure 1_ 12r ç ß millingô Ç r « Ñ\ " f í o o ° ú כs > r F

H כ õ x 9 ] X ô Ç ' a> e ` ¦ כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a .

24r ç ß milling # ë ß H r « Ñ_ local structure\ ¦ FeSi

2

_ ½ ¨ ¸ü < q § l 0 A # FeSi

2

@ /ô Ç EXAFS sim- ulation spectrumõ Fe

60

Si

40

l > & h ½ + ËF K_ spectrum` ¦ q

§ % i . Simulation É r EXAFS ì r$ 3 freeware IF- EFFIT` ¦ s 6 x # > í ß % i . FeSi

2

H Fe Å Ò0 A R = 2.35 ˚ A o \ 8> h_ Si" é ¶ R = 2.69 ˚ A o \ 4> h _

Fe" é ¶ e H ½ ¨ ¸s . Figure 4 H ¿ º Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ q

§ # · p כ s . Figure 4\ " f Ð H ü < ° ú s

(4)

Fe

60

Si

40

l > & h ½ + ËF K_ local structure H FeSi

2

_ Õ ª כ õ B

Ä º Ä » . s כ É r Fe

60

Si

40

_ ´ ú § É r Â Òì rs FeSi

2

_

½ +

ËF KÜ ¼ Ð > rF < Ê` ¦ _ p ô Ç . Õ ª Q Fe

60

Si

40

l > & h ½ + Ë F

Ks FeSi

2

ü < 1 l x{ 9 ô Ç ½ ¨ ¸ כ ` ¦ _ p H כ É r m .

Figure 1_ í o o ° ú כs > rF H כ É r Fe-Fef ] X & h

½ + Ës > rF K Ù ¼ Ð Figure 4\ " f Ð Fe

60

Si

40

_

½

¨ ¸ H FeSi

2

½ ¨ ¸ü < Ä » t ë ß Â Òì r& h Ü ¼ Ð \ ¦ כ Ü ¼

Ð Ò q ty ) a . " f Fe

₆₀

Si

₄₀

l > & h ½ + ËF K\ H Fe-Fef ]

X

"

é

¶ ç ß o FeSi

2

_ Õ ª כ õ H s ± ú Ã º e .

É

r ½ ¨ _ z ´+ « >\ " f Fe

64

Si

36

q & ñ | 9 ~ Ã Ì} _ EXAFS spectrum É r : r ½ ¨_ Fe

60

Si

40

l > & h ½ + ËF K_ EXAFS spectrumõ Ä » < Ê` ¦ · ú Ã º e . Fe

64

Si

36

q & ñ | 9 _ â Ä

º Fe-Fe o H R = 2.56 ˚ A ¢ ¸ H R = 2.48 ˚ As % 3 Ü ¼ 9 Fe-Si o H R = 2.41 ˚ A ¢ ¸ H R = 2.31 ˚ A Ð ì r$ 3 ÷ &% 3 [7]. Fe

60

Si

40

_ ¸$ í q ü < FeSi

2

_ ¸$ í õ H ´ ú §s s

e

. Õ ª! 3 \ ¸ Figure 4\ " f Ð ü < ° ú s FeSi

2

ü < Ä »

© s ´ ú §s > rF H כ É r Fe-Sis ½ + ËF K` ¦ + þ A$ í ½ + É â Ä º Fes Si" é ¶ ü < ~ 1 > ½ + Ë½ + É Ã º e 6 £ §` ¦ _ p ¦, s כ É r FeSi

2

_ @ /| ¾ Ó Ò q tí ß _ { 9 ¨ 8 Ü ¼ Ð l > & h ½ + ËF Ks $ í / B N& h Ü ¼

Ð 6 x| ¨ c Ã º e 6 £ §` ¦ _ p ô Ç .

IV. + s Ç Â ] Ø

Fe

60

Si

40

l > & h ½ + ËF K` ¦ ] j ¸ % i ¦ s ½ + ËF K_ í o

o ° ú כõ EXAFS\ _ ô Ç local structure\ ¦ ì r$ 3 # Õ ª

כ

í o o ° ú כ_ y è local structure\ " f Fe-Fe ½ + Ë_ Ã

º y è H כ õ x 9 ] X ô Ç ' a> e 6 £ §` ¦ S X ½ + É Ã º e

% 3

¦ Fe

60

Si

40

l > & h ½ + ËF K_ ½ ¨ ¸ H FeSi

2

_ ½ ¨ ¸ü < B Ä º Ä

» < Ê` ¦ µ 1 Ï| % i . ¢ ¸ô Ç Fe-Si l > & h ½ + ËF K õ & ñ \ " f FeSi

2

½ + ËF K Ä º & h Ü ¼ Ð + þ A$ í | ¨ c Ã º e 6 £ §` ¦ S X % i .

P c

p 8 ý ò k >

:

r ½ ¨ H õ < Æ ½ Ó_ F é ß _ õ < Æ ¦1 p x < Æ § R&Eá Ô Ð Õ

ªÏ þ õ ] j ñ 20080249\ _ # Ã º' ) a ½ ¨ õ s 9 F é ß _ t " é ¶\ y ô Ç .

Y c

p w Ã U Ø ô

[1] S. Miraghaei, P. Abachi, H. R. Madaah-Hosseini and A. Bahrami, Journal of Materials Processing Tech- nology 203, 554, (2008).

[2] M. C. Gao, T. A. Bennett, A. D. Rollett and D. E.

Laughlin, Journal of Physics D: Applied Physics 39, 2890 (2006).

[3] C. H. Pai and H. J. Park, J. Kor. Inst. Met. & Mater.

46, 315 (2008).

[4] S. Miura, D. Takahashi, M. Tsunoda and M. Takashi, Journal of Applied Physics 91, 4461 (2002).

[5] E. P. Yelsukov, A. L. Ulyanov and G. A. Dorofeev, Acta. Materialia 52, 4251 (2004).

[6] D. E. Sayers, E. A. Stern and F. W. Lytle, Phys. Rev.

Lett. 27, 1204 (1971).

[7] J. Diaz, C. Quiros, L. Zarate, L. M. Alvarez-Prado, S.

De Panfilis and J. M. Alameda, Journal of Magnetism

and Magnetic Materials 316, e390 (2007).

(5)

Magnetic Properties and Structural Analysis of Fe ₆₀ Si ₄₀ Mechanical Alloys

Dong-Seok Yang

^∗

and Seong-Cho Yu Chungbuk National University, Cheongju 361-763

Bongsoo Kim, Hyunseok Seong, Sinwook Lee, Jaeheon Jung, EunSang Jo and Jungah Hong Chungbuk Science High School, Cheongwon, Chungbuk 363-853

(Received 17 March 2009)

The relationship between the local structure and the magnetic properties for Mechanically - alloyed Fe

60

Si

40

was investigated. The mechanical alloying process was conducted by milling an Fe-Si mixed powder for 1, 2, 4, 6, 12, and 24 hours. The long - range order in the crystalline state was examined by using X-ray diffraction, and the short - range order in the noncrystalline solids was examined by using the extended X-ray absorption fine structure. The diffraction peaks decreased gradually as the milling time was increased. The EXAFS analysis showed that the BCC shells of the Fe cluster decreased gradually and that the local structure was changed completely in 12 hours.

We found the reduction in the saturation magnetization to be related to a reduction in the number of Fe-Fe bonds in the local structure.

PACS numbers: 61.10.H

Keywords: Fe-Si, Mechanical alloy, Magetization, EXAFS, Local structure

∗E-mail: [email protected]

Fe 60 Si 40 M 4 X ì Ä ¶  ¥ £ ?8 ý V R Ë õ m Í Q : g  ºÄ Z ØV Ä