Zum magnetischen Verhalten flüssiger Legierungen

Volume 29A, number4

PHYSICS LETTERS

MAGNETISCHEN

ZUM

VERHALTEN

5May1969

FLUSSIGER

LEGIERUNGEN

E. W A C H T E L und W. U. K O P P Max-Planck-lnstitut f l i t Metallforschung, Institut f l i t Metallkunde, Stuttgart, Deutschland Eingegangen am 19. M~trz 1969

Measurements of magnetic susceptibility in liquid Au-(Cu-)Co alloys show that the dissolution of Co-rich particles takes some time. After that the liquid alloys obey a Curie-Weiss law.

In e i n i g e n L e g i e r u n g s s y s t e r n e n wie z. B. W i s m u t - K o b a l t [1], G o l d - K o b a l t [2, 3] und e n t sprechenden Dreistoffsystemen ist der seltene F a l l v e r w i r k U c h t , d a s s eine f e r r o m a g n e t i s c h e feste Phase mit einer Metallschmelze im G l e i c h g e w i c h t steht. Da die W e r t e d e r M a g n e t i s i e r u n g bwz. d e r spezffischen Suszeptibilit~t × der festen Phase b e t r ~ c h t l i c h g r S s s e r a l s die d e r S c h m e l z e sind, l ~ s s t s i c h die AuflUsung yon k o b a l t r e i c h e n M i s c h k r i s t a l l e n r a e s s e n d verfolgen. E r g e b n i s s e f r i i h e r e r U n t e r s u c h u n g e n [4] an e i n e r G o l d - K u p f e r - K o b a l t - L e g i e r u n g m i t 52.4 At.% Au, 40.8 At.% Cu und 6.8 At.% Co m i t e i n e r L i q u i d u s t e m p e r a t u r yon T s = 980°C s i n d in Fig. l a und b d a r g e s t e l l t . W i r d die L e g i e r u n g s e h r s c h n e l l in d e r m a g n e t i s c h e n W a a g e e r h i t z t

und die S c h m e l z e i s o t h e r m z . B . b e t 1045°C g e h a l t e n (Fig. lb), so z e i g t die A b n a h m e d e r S u s z e p t i b i l i t ~ t die AuflSsung d e r f e s t e n P h a s e d i r e k t an. Die T e i l c h e n s i n d nach etwa 60 Min nicht m e h r f e s t s t e l l b a r . W i r d die i s o t h e r m e AuflOsung d e r K o b a l t - T e i l c h e n nach v e r s c h i e d e n langen Z e i t e n u n t e r b r o c h e n und wmarend d e r Abkllhlung die s p e z i f i s c h e S u s z e p t i b i l t t ~ t X g e m e s s e n , so erbJtlt m a n die in Fig. l a d a r g e s t e l l t e n x - T - K u r v e n . E n t s p r e c h e n d den noch v o r h a n d e n e n f e s t e n T e i l c h e n (Kurven 1-4) s t e i g t X m i t a b n e h m e n d e r T e r n p e r a t u r s t a r k an. Sind in d e r S c h m e l z e k e i n e k o b a l t r e i c h e n K r i s t a l l e m e h r vorhanden, dann e r f o l g t ein A n s t i e g d e r

~

?

30

Y

a) Abkdhlung im 5chmelzbereich

5

I

I

x o • •

,4bl~tkurve (l-3~,/Min) ,4ufheizkurve(3°C/Nin) Aulheizkurve (lO'~C/Min) thermische Anolyse

4

b.) Jsotherme I ~ ~ T fl#sung I0';50

u') Beginn der 3 euteklischen ErMarrung

-'~¢

Sc~mel2~ 5 I

965Ts

1000

1025 1 0 5 0 0

remperotur in °C

....

20

~

40

60

7,eit in Min.

Fi~. 1. X-T-Kurven einer Gold-Kupfer-Kobalt-Legierung nach isothermer Aufl~sung der kobaltreichen Mischkristalle in der Schmelze. 164

2

1000

1100

1200

/300

Temperotur in °C Fig. 2. X-T-Kurven einer Gold-Kupfer-Legierung mit 27 At.% Co.

Volume 29A, number 4

PHYSICS LETTERS

Suszeptibtlit|tt erst w~hrend der Erstarrung der E r s t a r r u n g d e r L e g i e r u n g (Kurve 5). O l e i c h e s V e r h a l t e n w i r d auch b e i e i n e r G o l d K o b a l t - L e g i e r u n g m i t tier Z u s a m m e n s e t z u n g d e s E u t e k t t k u m yon Z7 At.% Co f e s t g e s t e l l t (Fig. 2). Die s p e z l f l s c h e S u s z e p t i b i H ~ t d e r L e g i e r u n g befolgt im flilssingen Znstand ein Curie-WelssG e s e t z . B e i d e r Abktihlung s t e i g t m i t Beginn d e r eutektlschen Erstarrung die Suszeptibili~t sehr s t a r k arL I m Gesev~satz dazu f g l l t b e i e i n e r ×-T-Aofheizkurve dieser Probe die Suszeptlbllit~tt e r s t b e i h S h e r e n T e m p e r a t u r e auf den G l e i c h g e w i c h t s w e r t ab, obwohl d i e L e g i e r u n g b e r e i t s bei 996oc aufgeschmolzen ist, wie sich aus der thermischen Analyse ergibt. Der Suszeptibilitlitsa b f a l l i s t yon d e r A u f h e i z g e s c h w i n d i g k e i t a b httngig. D i e s e 1st z u s a m m e n m i t d e r l'J13erhitzungst e m p e r a t u r e n t s c h e i d e n d fllr d i e A u f l ~ s u n g s g e s c h w i n d i g k e i t d e r k o b a l t r e i c h e n P h a s e in d e r Schmelze. Die A u s w e r t u n g d e r X - T - K u r v e d e r flUssigeu G o l d - K o b a l t - L e g i e r u n g (Fig. 2) e r g i b t e i n e p a r a m a g u e t l s c h e C u r i e - T e m p e r a t u r 8o = 6 1 0 o c und e t n e f f e k t i v e s auf Co b e z o g e n e s mk~metlsches A t o m m o m e n t v o n p ~ f f = 3.45. ~B, in tJ'verein-

EXTRACTION

OF

ELECTRONS

5May 1969

s t l m m u n g m i t von Weft [5] d u r c h g e f l i h r t e n M e s sungen. N a k a g a w a [6] t e i l t e k i l r z l i c h ~hnliche E r g e b n i s s e m a g n e t l s c h e r M e s s u n g e n an G o l d - K o b a l t L e g i e r u n g e n m i t 30 und 40 At.% Co m i t und f o l g e r t e e b e n f a l l s , class d i e s e f l l l s s i g e n L e g i e r u n gen nicht f e r r o m a g n e t i s c h sind. Diese nicht unerwarteten Ergebnisse stehen i m W i d e r e p r u c h zu e i n e r Ver~ffentlichung yon B u s c h und O u e n t h e r o d t [7], nach d e r G o l d - K o b a l t L e g i e r r u n g e n in d e r Nffl~e d e r e u t e k t l s c h e n Konz e n t r a t i o n (27 At.% Co) i m f l t i s s i g e n B e r e i c h C u r i e - T e m p e r a t u r e n a u f w e i s e n solien. Refere~.en 1. R. Datum, E. Scheil und E. Wachtel, Z. Metallkde. 53 (1962) 196. 2. E. Raub und P. Walter, Z. Metallkde. 41 (1960) 234. 3. M. Hansen und K. Anderko, Constitution of Binary Alloys (Mc Graw-Hill Book Comp. Inc., New York, 1958). 4. E. Scheil und E. Wachtel, unverSffentlicht. 5. M. L. Weft, Theses Strasbourg-Grenoble (1941). 6. Y. Nakagawa, Phys. Letters 28A (1969) 494. 7. G. Busch und H. -J. Guentherodt, Phys. Letters 27A (1968) 110.

FROM

QUANTIZED

VORTEX

LINES

W. SCHOEPE and K. D R A N S F E L D * Physik Department der Technischen Hochschtde M ~ c h e n , Germawy Received 19 March 1969

If electrons are trapped in vortex lines of rotating He H, they can emerge into the vapor phase without overcoming any detectable energy h a r r i e r . This observation of the extraction of electrons from straight vortex lines above 1.1OK agrees very well with the evaporation of electrons from vortex rings studied by Surko and Reff below 0.7°K

To e x t r a c t e l e c t r o n s f r o m the bubble s t a t e in s t a t i o n a r y liquid h e l i u m into the g a s p h a s e one m u s t o v e r c o m e a p o t e n t i a l b a r r i e r of 25OK f o r t e m p e r a t u r e s b e t w e e n 1.6°K and 1.1°K, w h e r e the m e a s u r e d c u r r e n t s b e c a m e v a n i s h i n g sm~11 [1]. T h i s b a r r i e r w a s m a i n l y a t t r i b u t e d to the i m a g e - f o r c e p o t e n t i a l a c t i n g on a c h a r g e in the v i c i n i t y of a n i n t e r f a c e b e t w e e n two m e d i a of dif* Present adress : Physics Department, Cornell Univers i t y , Ithaca, N.Y.

f e r e n t d i e l e c t r i c c o n s t a n t s . H o w e v e r S u r k o and Reff [3] r e c e n t l y r e p o r t e d that b e l o w 0 . 7 ° K e l e c t r o n e c a n e m e r g e f r o m the l i q u i d s u r f a c e without o v e r c o m i n g any n o t i c e a b l e b a r r i e r ff they a r e t r a p p e d in v o r t e x r i n g s . T h i s l e t t e r r e p o r t s on an experiment where electrons are captured by v o r t e x l i n e s in r o t a t i n g He 11 and then a r e d r a w n into the g a s p h a s e along the v o r t e x c o r e . T h e e x p e r i m e n t a l c e l l i s shown in fig. 1. At the b o t t o m of the r o t a t i n g bucket, a n e g a t i v e ion b e a m i s p r o d u c e d in t h e u s u a l m a n n e r b y a r a d i o 165