Im ternären Mn-Al-C-Legierungssystem wurden Legierungen im Bereich von 53 at.% bis 76 at.% Mn, 12 at.% bis 43 at.% Al und 0 at.% bis 15 at.% C hinsichtlich Mikrostruktur, magnetischer Eigenschaften und struktureller Stabilität untersucht. Dabei lag der Fokus der Arbeit auf der Bildung und dem Einfluss von Karbidausscheidungen der Phasen Mn3AlC und Al4C3. Durch Elektronenrückstreubeugung konnte zwischen Mn3AlC-Ausscheidungen und dem zugehörigen ε-MnAl-Korn eine biaxiale Orientierungsbeziehung {0001}ε||{111}Mn3AlC, ⟨2110⟩ε||⟨110⟩Mn3AlC nachgewiesen werden. Anhand von in situ Experimenten im Transmissionselektronenmikroskop konnte in Mn3AlC-haltigen Legierungen die Nukleation von τ-MnAl an ε-MnAl/Mn3AlC-Grenzflächen beobachtet werden. Mn3AlC-Ausscheidungen können somit Einfluss auf die Phasenumwandlung von ε →τ nehmen. Dabei bilden sich während der Umwandlung auch die Gleichgewichtsphasen Mn3AlC und β-Mn. Die karbidhaltigen Legierungen zeigen nach isothermer Wärmebehandlung bei 600 ◦C Koerzitivfeldstärken von μ0Hc = 0,2 T, was vergleichbar mit warmumgeformten MnAl-C-Legierungen ist. Die Magnetisierung ist auf Grund des geringen Phasenanteils von τ-MnAl relativ gering. Im homogenisierten Zustand konnte das magnetische Verhalten von Mn3AlC untersucht werden, da keine weiteren ferromagnetischen Phasen in diesem Probenzustand vorliegen. Anhand von M(H)-Kurven wird das weichmagnetische Verhalten des Karbids deutlich. Thermomagnetische Messungen im Bereich von 10 K bis 900 K zeigten ferrimagnetisches Verhalten. Ein Anstieg der Curie-Temperatur von 292 K auf 760 K konnte anhand von Messungen der lokalen Zusammensetzung durch energiedispersive Röntgenspektroskopie mit einem Anstieg des Mn:Al-Verhältnis von Mn3AlC in Verbindung gebracht werden. Da Mn3AlC und Al4C3 zur Hydrolyse neigen und dies zur Dekrepitation von Massimaterial führen kann, wurde das Korrosionsverhalten eines extrudierten MnAl-C Magneten und von karbidreichen Legierungen an ausgewählten Proben untersucht. Dies geschah über einen Zeitraum von 35 Tagen, für den die Proben vollständig in destilliertem Wasser bei 80 ◦C eingetaucht wurden. Für den extrudierten Magneten konnten weder Degradation der magnetischen Eigenschaften, noch Anzeichen von Riss- oder Hohlraumbildung beobachtet werden, was den guten Korrosionswiderstand von MnAl-C basierten Magneten bestätigte. Sowohl Mn3AlC als auch Al4C3 hydrolysieren in den karbidreichen Legierungen, was zur Gasbildung und Bildung von Hohlräumen führt. In der Folge kommt es zur Bildung von Rissen und zur Dekrepitation. Die durch Hydrolyse von Mn3AlC gebildeten Hohlräume sind entsprechend der Orientierung zu ε-MnAl ausgerichtet. Durch Mörsern und leichtes Mahlen konnte so ein neuartiges, einkristallines Pulver aus ε-MnAl-Schuppen hergestellt werden. Die ausgedehnte Fläche der Schuppen liegt dabei parallel zur (0001)-Ebene.

This work has been devoted to the study of phase transformations involving chemical ordering and magnetic properties evolution in bulk Fe-Pt alloys composed of nanometer-sized grains. A comprehensive study of phase transformations and ordering in Fe-Pt alloys is performed by a combination of in-situ neutron powder diffraction and thermal analysis. The dependence of ordering processes on the alloy composition and initial microstructure (homogeneous A1 phase or multilayer-type) is established. Through the use of mechanical alloying and subsequent heat treatment it has been possible to achieve the formation of chemically highly ordered L10 FePt and, in the case of the Fe-rich and Pt-rich compositions, L12 Fe3Pt and FePt3 phases, respectively. Whereas in Pt-rich alloys the decoupling effect of the FePt3 phase leads to coercivity improvement, in Fe-rich nanocomposites a peculiar nanometer scale multilayer structure gives rise to remanence enhancement due to large effects of exchange interactions between the crystallites of the phases. The structure, magnetic properties and magnetisation reversal processes of these alloys are investigated. Experimentally observed phenomena are understood on the basis of a simple two-particle interaction model. Neutron diffraction has also been used for the investigation of the magnetic structure of ordered and partially ordered nanocrystalline Fe-Pt alloys. It has been shown that the magnetic moment of Fe atoms in L10-type Fe Pt alloys is sensitive to the compositional order. The results are compared to density functional calculations.

This work has been devoted to the study of phase transformations involving chemical ordering and magnetic properties evolution in bulk Fe-Pt alloys composed of nanometer-sized grains. A comprehensive study of phase transformations and ordering in Fe-Pt alloys is performed by a combination of in-situ neutron powder diffraction and thermal analysis. The dependence of ordering processes on the alloy composition and initial microstructure (homogeneous A1 phase or multilayer-type) is established. Through the use of mechanical alloying and subsequent heat treatment it has been possible to achieve the formation of chemically highly ordered L10 FePt and, in the case of the Fe-rich and Pt-rich compositions, L12 Fe3Pt and FePt3 phases, respectively. Whereas in Pt-rich alloys the decoupling effect of the FePt3 phase leads to coercivity improvement, in Fe-rich nanocomposites a peculiar nanometer scale multilayer structure gives rise to remanence enhancement due to large effects of exchange interactions between the crystallites of the phases. The structure, magnetic properties and magnetisation reversal processes of these alloys are investigated. Experimentally observed phenomena are understood on the basis of a simple two-particle interaction model. Neutron diffraction has also been used for the investigation of the magnetic structure of ordered and partially ordered nanocrystalline Fe-Pt alloys. It has been shown that the magnetic moment of Fe atoms in L10-type Fe Pt alloys is sensitive to the compositional order. The results are compared to density functional calculations.