Numéro
J. Phys. Radium
Volume 23, Numéro 10, octobre 1962
Page(s) 685 - 691
DOI https://doi.org/10.1051/jphysrad:019620023010068501
J. Phys. Radium 23, 685-691 (1962)
DOI: 10.1051/jphysrad:019620023010068501

The paramagnetic susceptibility of face-centred cubic silver-manganese and silver-tin-manganese alloys

B. Henderson et G.V. Raynor

Department of Physical Metallurgy of the University of Birmingham


Abstract
The variation with temperature of the paramagnetic susceptibility of 24 alloys of the silver-manganese and silver-tin-manganese systems has been investigated, and shown to obey a Curie-Weiss relationship in the temperature range 300 to 700 °K for compositions less than 17 to 18 atomic per cent manganese. The changes in the experimentally derived values of the Bohr magneton number and the Weiss constant θ as the manganese concentration is increased are discussed in terms of the effects of variation in electron concentration and lattice spacings on the electronic configuration of manganese in solid solution. It is suggested that the observed maxima in the curves of p eff against atomic per cent tin along lines of constant maganese content in the ternary system result from two competing effects, in which increasing electron concentration reduces the magnetic moment per manganese atom as a consequence of increased occupancy of 3d virtual bound states, while lattice expansion causes electron transfer from 3d states to the conduction band, resulting in an increase in the Bohr magneton number. Possible effects of an increase in the number of direct d-d interactions between nearest neighbour manganese atoms as their concentration increases, and the limitations of the localized electron treatment as applied to alloys rich in manganese, are briefly discussed.


Résumé
La variation thermique de la susceptibilité paramagnétique des systèmes Ag-Mn et Ag-Sn-Mn a été étudiée. Entre 300 et 700 °K, et pour les concentrations en manganèse inférieures à 17 %, on trouve une loi de Curie-Weiss. Les valeurs expérimentales du moment magnétique et de la température de Curie paramagnétique sont liées au nombre d'électrons présents et aux distances interatomiques. Dans les alliages ternaires, on trouve un maximum du moment magnétique, en fonction de la concentration en étain, qui correspond à une concentration fixe en manganèse. Ceci paraît résulter de la superposition de deux effets contraires : a) Si on augmente le nombre d'électrons par atome, on augmente l'oecupation du niveau virtuel 3d et on diminue le moment magnétique. b) La dilatation du réseau déplace des électrons 3d vers la bande de conduction, ce qui augmente le moment. On évoque aussi brièvement l'effet possible des interactions directes dd entre manganèses dans les solutions pas trop diluées et les limitations de la description en moments localisés.

PACS
7520E - Metals and alloys.

Key words
paramagnetic materials -- silver compounds