Поведение двух магнитных состояний с температурой в “умных” антикоррозионных покрытиях

Соединения нитрилотриметиленфосфоновой кислоты (NTP) с переходными металлами часто используют в качестве ингибиторов коррозии стали. На поверхности стали образуется антикоррозионное покрытие FeNTP. Допирование некоторыми металлами (например, Zn или Cd) намного улучшает антикоррозионные свойства. Несмотря на полную изоструктурность FeNTP, FeZnNTP и FeCdNTP, при допировании происходят существенные изменения свойств: 1) атомы Fe в FeNTP находятся в высокоспиновом (HS) состоянии, тогда как FeZnNTP и FeCdNTP содержат атомы Fe с нулевым спином (LS) (рентгеноэлектронные спектры); 2) различие в квадрупольном расщеплении (мессбауэровская спектроскопия), специфичное для соотношения между HS- и LS-состояниями. Квантовомеханические расчеты системы FeNTP показали два решения, свойства которых совпадали с экспериментально найденными LS- и HS-состояниями для этих систем. В настоящей работе мы проверяем гипотезу о сосуществовании двух состояний. Получены мессбауэровские спектры FeNTP, FeZnNTP и FeCdNTP при различных температурах (77, 300 и 373 K) для изучения возможного теплового перераспределения между двумя магнитными состояниями. Данные свидетельствуют, что при повышении температуры в FeNTP появляется вторая компонента (основное состояние – HS, LS проявляется уже при комнатной и ее доля растет с температурой), в FeZnNTP (основное состояние – LS, HS появляется при 373 K). FeCdNTP имеет только одну LS компоненту при всех исследованных температурах.