The influence of the ferromagnetic transition on self-diffusion in B.C.C. FeSi

Abstract

Results of measurements between 533 and 1093 °C of the diffusion coefficient of Fe59 in two single crystals of FeSi (7.64 and 11.1 at% Si, respectively) are presented. For the lower temperatures a newly developed chemical sectioning technique was employed. The results show a marked ferromagnetic effect, i.e. the activation energy is strongly peaked at the Curie temperature. The results are analysed in terms of the Zener-LeClaire theory in combination with an argument that relates the enthalpy of vacancy formation with the change in magnetic specific heat of the matrix upon introduction of a vacancy. The latter argument can also be used exclusively when related to the introduction of an activated complex in the matrix. Es werden die Ergebnisse von Messungen des Diffusionskoeffizienten von Fe59 in zwei Einkristallen von Fe–Si mit 7,64 bzw. 11,1 At% Si im Temperaturbereich zwischen 533 und 1093 °C mitgeteilt. Die Messungen erfolgten oberhalb 700 °C nach der Schichtenteilungsmethode und unterhalb nach einer neu entwickelten chemischen Methode. Die Ergebnisse zeigen einen starken Einfluß des Ferromagnetismus, d. h. die Aktivierungsenergie verändert sich im Bereich der Curie-Temperatur stark. Die Ergebnisse werden anhand der Zener-LeClaire-Theorie analysiert. Hinzugenommen wird der Einfluß, den die Änderung des magnetischen Anteils der spezifischen Wärme bei Bildung einer Leerstelle auf deren Bildungsenthalpie hat. Außerdem wird die Änderung der Curie-Temperatur durch das Auftreten von aktivierten Komplexen in der Matrix abgeschätzt.