Gefüge und magnetische Eigenschaften
ternärer Aluminium-Mangan-Legierungen
WOLF-ULRICH KOPP
(Institut für Metallkunde der Universität und Max-Planck-Institut für Metallforschung in
Stuttgart, jetzt K. u. B. Grubbs Instrument, Düsseldorf)
1. Einführung
Die Suszeptibilität x,Proportionalitätsfaktor zwischen der Magnetisierung I einer Probe und
dem angelegten äußeren Magnetfeld H, ist eine kristallstrukturabhängige Eigenschaft. Phasen-
umwandlungen ergeben deshalb im Suszeptibilität-Temperatur-Diagramm Knicke und Sprün-
ge im Kurvenverlauf. Die Temperaturlage ‚einer Phasenumwandlung kann exakt festgestellt
werden. Aus diesem Grund sind Suszeptibilitätsmessungen in Abhängigkeit von Temperatur
und Konzentration ein ausgezeichnetes Hilfsmittel in der Konstitutionsforschung.
Magnetische Ordnungsumwandlungen lassen sich ebenfalls mit Suszeptibilität-Temperatur-
Messungen erfassen. Für Ferromagnetika z. B. nimmt x bei Erreichen der Curie-Temperatur
©p stark ab, da die bestehende magnetische Kopplung zwischen den Atommomenten
abgebaut wird, die Probe wird paramagnetisch. Trägt man die reziproke Suszeptibilität x
gegen T auf, so ergeben sich aus der Lage des Schnittpunkts der Curie-Weiß-Geraden mit der
Temperaturachse Hinweise auf die Art der bestehenden magnetischen Ordnung.
Für homogene Phasenbereiche und für die Schmelze lassen sich aus dem x-T-Kurvenverlauf
Aussagen über den elektronischen Aufbau machen. Zum Beispiel können für Aluminium-Le-
gierungen mit geringen Gehalten an T-Metallen lokalisierte magnetische Momente angenom-
men werden. Für solche Legierungen entspricht der x-T-Kurvenverlauf einem Curie-Weiß-Ge-
setz!» 2,
Unter Anwendung des Ionenmodells, in dem die Magnetonenzahl n’.££ gegen die Zahl der
d-Elektronen der T-Metalle aufgetragen ist, können schließlich für Legierungen bestimmter
Konzentration Angaben über die d-Bandbesetzung bzw. den Ionisationsgrad des gelösten
T-Metallatoms gemacht werden. Außerdem ist eine summarische Abschätzung der (s+p)-
Elektronenzahl pro Legierungsatom möglich.
Für Aluminium und andere B-Metall-Mangan-Legierungen ergab eine solche Auswertung? für
den festen Zustand, daß bei abnehmender Mangan-Konzentration eine Auffüllung der
d-Schale des Mangans erfolgt. Im flüssigen Zustand läuft der umgekehrte Vorgang ab: mit
steigendem Mangan-Gehalt geht das Mn? * Ion in Mn” über.
Nachfolgend wird auf Auslagerungsversuche ternärer Aluminium-Mangan-Legierungen mit
Metallen der 4. Periode näher eingegangen, bei denen die Suszeptibilität bzw. die Magneti-
sierung als Meßgröße diente*. In diesen Legierungssystemen treten stabile oder metastabile
Phasen mit besonderen magnetischen Eigenschaften auf.
* Herrn Dr. E. Wachtel sei für die Überlassung der Meßgeräte und für zahlreiche Diskussionen gedankt.
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