Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo

В роботі представлено результати дослідження впливу ізохронних відпалів на початкову магнетну проникність μі та коерцитивну силу Нс аморфних стопів типу Metglas на основі Fe. В якості об’єктів дослідження було обрано стопи Fe₈₀Si₆B₁₄, леґовані ніклем (до 6 ат.%) та молібденом (до 3 ат.%). Показано,...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Date:	2011
Main Authors:	Захаренко, М.І., Носенко, А.В., Носенко, В.К., Семенько, М.П., Зелінська, Г.М.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2011
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74625
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo / М.І. Захаренко, А.В. Носенко, В.К. Носенко, М.П. Семенько, Г.М. Зелінська // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 3. — С. 635-643. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-74625
record_format	dspace
spelling	Захаренко, М.І. Носенко, А.В. Носенко, В.К. Семенько, М.П. Зелінська, Г.М. 2015-01-22T10:54:43Z 2015-01-22T10:54:43Z 2011 Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo / М.І. Захаренко, А.В. Носенко, В.К. Носенко, М.П. Семенько, Г.М. Зелінська // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 3. — С. 635-643. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1816-5230 PACS numbers: 07.55.-w, 75.50.Bb, 75.50.Kj, 75.60.Ej, 81.05.Kf, 81.07.Bc, 81.40.Rs https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74625 В роботі представлено результати дослідження впливу ізохронних відпалів на початкову магнетну проникність μі та коерцитивну силу Нс аморфних стопів типу Metglas на основі Fe. В якості об’єктів дослідження було обрано стопи Fe₈₀Si₆B₁₄, леґовані ніклем (до 6 ат.%) та молібденом (до 3 ат.%). Показано, що залежність зазначених характеристик від температури відпалу є немонотонною, та встановлено домінувальні фактори, які визначають характер зміни Нс і μі. Для кожного стопу встановлено оптимальні температури відпалу. Influence of the isochronal annealing on initial permeability μі and coercivity Нс of Fe-based Metglas-type amorphous alloys is studied. Fe₈₀Si₆B₁₄ alloys alloyed with nickel (up to 6 at.%) and molybdenum (up to 3 at.%) are chosen for investigation. The dependences of mentioned parameters on the annealing temperature are shown to be nonmonotonic. Key factors, which determine the behaviour of Нс and μі upon annealing temperature, are revealed. The optimal values of the annealing temperature are determined for each alloy. В работе представлены результаты исследования влияния изохронных отжигов на начальную магнитную проницаемость μі и коэрцитивную силу Нс аморфных сплавов типа Metglas на основе Fe. В качестве объектов исследования были выбраны сплавы Fe₈₀Si₆B₁₄, легированные никелем (до 6 ат.%) и молибденом (до 3 ат.%). Показано, что зависимость указанных характеристик от температуры отжига является немонотонной, и установлены доминирующие факторы, определяющие характер изменения Нс и μі. Для каждого сплава определено оптимальное значение температуры кристаллизации. uk Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo
spellingShingle	Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo Захаренко, М.І. Носенко, А.В. Носенко, В.К. Семенько, М.П. Зелінська, Г.М.
title_short	Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo
title_full	Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo
title_fullStr	Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo
title_full_unstemmed	Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo
title_sort	вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів fe₈₀si₆b₁₄, леґованих ni та mo
author	Захаренко, М.І. Носенко, А.В. Носенко, В.К. Семенько, М.П. Зелінська, Г.М.
author_facet	Захаренко, М.І. Носенко, А.В. Носенко, В.К. Семенько, М.П. Зелінська, Г.М.
publishDate	2011
language	Ukrainian
container_title	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
publisher	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
format	Article
description	В роботі представлено результати дослідження впливу ізохронних відпалів на початкову магнетну проникність μі та коерцитивну силу Нс аморфних стопів типу Metglas на основі Fe. В якості об’єктів дослідження було обрано стопи Fe₈₀Si₆B₁₄, леґовані ніклем (до 6 ат.%) та молібденом (до 3 ат.%). Показано, що залежність зазначених характеристик від температури відпалу є немонотонною, та встановлено домінувальні фактори, які визначають характер зміни Нс і μі. Для кожного стопу встановлено оптимальні температури відпалу. Influence of the isochronal annealing on initial permeability μі and coercivity Нс of Fe-based Metglas-type amorphous alloys is studied. Fe₈₀Si₆B₁₄ alloys alloyed with nickel (up to 6 at.%) and molybdenum (up to 3 at.%) are chosen for investigation. The dependences of mentioned parameters on the annealing temperature are shown to be nonmonotonic. Key factors, which determine the behaviour of Нс and μі upon annealing temperature, are revealed. The optimal values of the annealing temperature are determined for each alloy. В работе представлены результаты исследования влияния изохронных отжигов на начальную магнитную проницаемость μі и коэрцитивную силу Нс аморфных сплавов типа Metglas на основе Fe. В качестве объектов исследования были выбраны сплавы Fe₈₀Si₆B₁₄, легированные никелем (до 6 ат.%) и молибденом (до 3 ат.%). Показано, что зависимость указанных характеристик от температуры отжига является немонотонной, и установлены доминирующие факторы, определяющие характер изменения Нс и μі. Для каждого сплава определено оптимальное значение температуры кристаллизации.
issn	1816-5230
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74625
citation_txt	Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo / М.І. Захаренко, А.В. Носенко, В.К. Носенко, М.П. Семенько, Г.М. Зелінська // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 3. — С. 635-643. — Бібліогр.: 12 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT zaharenkomí vplivtermoobroblennânamagnetomâkívlastivostíamorfnihstopívfe80si6b14legovanihnitamo AT nosenkoav vplivtermoobroblennânamagnetomâkívlastivostíamorfnihstopívfe80si6b14legovanihnitamo AT nosenkovk vplivtermoobroblennânamagnetomâkívlastivostíamorfnihstopívfe80si6b14legovanihnitamo AT semenʹkomp vplivtermoobroblennânamagnetomâkívlastivostíamorfnihstopívfe80si6b14legovanihnitamo AT zelínsʹkagm vplivtermoobroblennânamagnetomâkívlastivostíamorfnihstopívfe80si6b14legovanihnitamo
first_indexed	2025-11-25T22:42:29Z
last_indexed	2025-11-25T22:42:29Z
_version_	1850572245178515456
fulltext	635 PACS numbers: 07.55.-w, 75.50.Bb,75.50.Kj,75.60.Ej,81.05.Kf,81.07.Bc, 81.40.Rs Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe80Si6B14, леґованих Ni та Mo М. І. Захаренко, А. В. Носенко, В. К. Носенко, М. П. Семенько, Г. М. Зелінська Київський національний університет імені Тараса Шевченка, фізичний факультет, вул. Володимирська, 64, 01601 Київ, Україна *Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Акад. Вернадського, 36, 03680, МСП, Київ-142, Україна В роботі представлено результати дослідження впливу ізохронних відпа- лів на початкову магнетну проникність μі та коерцитивну силу Нс аморф- них стопів типу Metglas на основі Fe. В якості об’єктів дослідження було обрано стопи Fe80Si6B14, леґовані ніклем (до 6 ат.%) та молібденом (до 3 ат.%). Показано, що залежність зазначених характеристик від темпера- тури відпалу є немонотонною, та встановлено домінувальні фактори, які визначають характер зміни Нс і μі. Для кожного стопу встановлено опти- мальні температури відпалу. Influence of the isochronal annealing on initial permeability μі and coercivity Нс of Fe-based Metglas-type amorphous alloys is studied. Fe80Si6B14 alloys al- loyed with nickel (up to 6 at.%) and molybdenum (up to 3 at.%) are chosen for investigation. The dependences of mentioned parameters on the annealing temperature are shown to be nonmonotonic. Key factors, which determine the behaviour of Нс and μі upon annealing temperature, are revealed. The optimal values of the annealing temperature are determined for each alloy. В работе представлены результаты исследования влияния изохронных от- жигов на начальную магнитную проницаемость μі и коэрцитивную силу Нс аморфных сплавов типа Metglas на основе Fe. В качестве объектов исследо- вания были выбраны сплавы Fe80Si6B14, легированные никелем (до 6 ат.%) и молибденом (до 3 ат.%). Показано, что зависимость указанных характе- ристик от температуры отжига является немонотонной, и установлены до- минирующие факторы, определяющие характер изменения Нс и μі. Для каждого сплава определено оптимальное значение температуры кристал- Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2011, т. 9, № 3, сс. 635—643 © 2011 ІМФ (Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України) Надруковано в Україні. Фотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 636 М. І. ЗАХАРЕНКО, А. В. НОСЕНКО, В. К. НОСЕНКО, М. П. СЕМЕНЬКО лизации. Ключові слова: аморфні стопи, магнетна проникність, коерцитивна сила, відпал. (Отримано 1 березня 2011 р.) 1. ВСТУП Досягнення останніх років у галузі фізики конденсованого стану тісно пов’язано з розробкою нових матеріялів з високими експлуа- таційними характеристиками. Серед них важливе місце займають металічні системи з композиційною та топологічною невпорядко- ваністю, зокрема аморфні металічні стопи (АМС), які є предметом інтенсивних досліджень [1, 2]. Це зумовлено як перспективністю практичного використання таких матеріялів, так і необхідністю з’ясування фізичної природи формування їх властивостей. Багато важливих з точки зору практичного використання функціональних властивостей АМС безпосередньо залежать від їх електронної та атомової структури. Серед найбільш важливих з точки зору прак- тичного застосування АМС варто зазначити, насамперед, характе- ристики магнетування (коерцитивна сила, магнетна проникність, втрати на перемагнетування) [3—5]. Серед низки магнетом’яких стопів, які вже зараз використову- ються для виготовлення елементів магнетопроводів, варто особливо відмітити АМС типу Metglas на основі системи Fe—Si—B з індукцією насичености Bs = 1,5—1,6 Тл, втратами на перемагнетування W = = 130—160 Вт/кг при В = 0,2 Тл на частоті 100 кГц, низькою коерци- тивною силою Нс та відносно високим значенням початкової магнет- ної проникности μі [6, 7]. Ці стопи засвідчили свою перевагу над ба- гатьма традиційними кристалічними магнетом’якими матеріялами (пермалої, кременисті криці). Так, наприклад, промисловий стоп Metglas 2605S-3A (Fe78Si9B13) з успіхом використовують у США при виготовленні трансформаторів для частоти 60 Гц [8]. Слід, однак, за- значити, що рівень функціональних магнетних властивостей стопів цієї системи одразу після гартування не є оптимальним і для їх по- ліпшення застосовують спеціяльні режими термічного оброблення, які здійснюють при температурах, нижчих за температуру кристалі- зації Тх. Оптимальні режими термооброблення, очевидно, пов’язані з вихідним структурним станом АМС, який, в свою чергу, визначаєть- ся як хемічним складом (наявністю леґувальних домішок), так і те- рмічною передісторією аморфних стрічок. На жаль, цей взає- мозв’язок у літературі висвітлений вкрай недостатньо. Тому метою цієї роботи було встановлення закономірностей змі- ни таких важливих характеристик, як Нс і μі АМС Fe80Si6B14, леґо- ВПЛИВ ТЕРМООБРОБЛЕННЯ НА МАГНЕТОМ’ЯКІ ВЛАСТИВОСТІ СТОПІВ Fe80Si6B14 637 ваних Ni й Mo, за ізохронних відпалів при Т < Тх з метою визначен- ня оптимальних режимів термооброблення зазначеного класу АМС. Об’єктами досліджень були аморфні стрічки на основі стопу Fe80Si6B14, леґовані ніклем (до 6 ат.%) та молібденом (до 3 ат.%). Стопи виготовляли з хемічно чистих компонент гартуванням роз- топу на диску з хромистої брондзи діяметром 600 мм зі швидкістю охолодження приблизно 5⋅105 К/с від одної температури ежекту- вання Тeg = 1340±10°C. Вимірювання магнетних характеристик стрічок (коерцитивної сили та початкової магнетної проникности) здійснювали на тороїдних осердях розміром 20×25×h мм 3 (внутріш- ній діяметер×зовнішній діяметер×ширина стрічки). Вимірювальна та польова обвитки (5 і 25 звіїв відповідно) навивались на готове осердя після його розміщення в захисному боксі. Для визначення впливу термооброблення на зазначені характеристики АМС тороїд- ні зразки відпалювали при різних температурах в інтервалі 500— 740 К протягом 30 хв. у захисній атмосфері арґону. Значення Нс ви- значали стандартним індукційно-неперервною методою вимірю- вання динамічної петлі перемагнетування з використанням вимі- рювального комплексу «MS-02 В-Н Аналізатор». Точність визна- чення напружености магнетного поля та магнетної індукції скла- дала, відповідно, 0,002 А/м та 0,012 Т. Початкову магнетну прони- кність визначали методою експрес-контролю за фактором індукти- вности на частотах 50 і 100 кГц, при цьому чинне значення сили струму в польовій обвитці складало 140 мА для всіх зразків. Характер залежностей Нс і μі від температури відпалу Та вияви- лися подібними для всіх зразків, тому на рис. 1—3 для ілюстрації наведено залежності лише для деяких з досліджених АМС. Після відпалів при температурах, нижчих ≅ 500 К Нс і μі залишаються практично незмінними для усіх стопів. При подальшому зростанні Та значення Нс зменшуються більш, аніж удвічі, сягаючи мінімуму в інтервалі температур 650—720 К. Зазначимо, що положення міні- муму залежить від хемічної природи та вмісту леґувальної домішки і корелює з температурою початку кристалізації АМС Тх, яка була визначена нами в [9]. Особливо чітко ця кореляція виявляється при леґуванні АМС базового складу молібденом. Зауважимо, що темпе- ратура мінімуму залишається при цьому помітно нижчою за Тх. При подальшому збільшенні температури відпалу спостерігається швидке і сильне (більш, аніж на порядок) зростання коерцитивної сили. Закономірності зміни μі при зростанні Та є антибатними по відношенню до тих, що спостерігаються для коерцитивної сили, ві- дображаючи тим самим добре відоме співвідношення [10]: δ μ − =( 1) ,H c i s H I L (1) де Is – магнетованість насичености АМС; δН – характеристичний 638 М. І. ЗАХАРЕНКО, А. В. НОСЕНКО, В. К. НОСЕНКО, М. П. СЕМЕНЬКО розмір домени; L – середня віддаль між центрами піннінґу домен- них меж. Зважаючи на це співвідношення, причини зміни параметрів Нс і μі є ідентичними. Тому надалі ми будемо більш детально обговорю- вати механізми впливу термооброблення лише по відношенню до коерцитивної сили. Як відомо, величина коерцитивної сили визна- чається механізмами перемагнетування і є структурно-чутливою характеристикою матеріялу. Отже, природа коерцитивної сили в аморфних стопах визначається тими ж факторами, що і у звичай- них кристалічних матеріялах. За класифікацією Х. Кронмюллера [11] таких факторів (у порядку зменшення їх впливу на значення Рис. 1. Залежність коерцитивної сили Нс і початкової магнетної прони- кности μі АМС Fe80Si6B14 від температури ізохронного відпалу Та. Рис. 2. Залежність коерцитивної сили Нс і початкової магнетної прони- кности μі АМС Fe78Ni2Si6B14 від температури ізохронного відпалу Та. ВПЛИВ ТЕРМООБРОБЛЕННЯ НА МАГНЕТОМ’ЯКІ ВЛАСТИВОСТІ СТОПІВ Fe80Si6B14 639 Нс АМС) можна виділити п’ять: – об’ємний піннінґ доменних меж, зумовлений дефектами стру- ктури в магнетострикційних стопах (Нс1 ∼ 10 А/м); – ефекти релаксації, зумовлені локальними змінами структури АМС (Нс2 ≅ 1 А/м); – вплив дефектів поверхні (Нс3 < 0,5 А/м); – вплив атомових кластерів (областей з хемічним близьким порядком) (Нс4 < 0,1 А/м); – внесок, зумовлений стохастичним характером магнетної структури АМС (флюктуаціями обмінної енергії та поля анізот- ропії) (Нс5 ≅ 10 −4—10 −1 А/м); Зважаючи на величину спостережуваного ефекту, як основну йо- го причину слід розглядати лише перший з перерахованих факто- рів. Внесок Нс1, зумовлений взаємодією доменних меж з дефектами структури, існує через те, що в матеріялах з відмінною від нуля ма- гнетострикцією дефекти, що утворились при гартуванні стрічок (елементи вільного об’єму, кристалоподібні включення, тощо) по- роджують пружні напруження. Саме області пружно деформовані під впливом гартувальних та стрикційних напружень, слугують центрами піннінґу меж. За оцінками [11] значення Нс1 для АМС на основі заліза складає 1—12 А/м, що є величиною порядку спостере- жуваного ефекту при відпалі АМС при Т < Тх. Рухливість доменних меж залежить також від перерозподілу атомів компонент в об’ємі аморфної стрічки при її відпалі і формуванням так званої анізотро- пії атомових пар. В АМС такі процеси можуть відбуватися внаслі- док невеликих атомових зміщень і виходу вільного об’єму і супро- воджуються переорієнтацією осей локальної магнетної анізотропії, зменшенням локальних флюктуацій товщини доменної стінки D і Рис. 3. Залежність коерцитивної сили Нс і початкової магнетної прони- кности μі АМС Fe78Мо2Si6B14 від температури ізохронного відпалу Та. 640 М. І. ЗАХАРЕНКО, А. В. НОСЕНКО, В. К. НОСЕНКО, М. П. СЕМЕНЬКО відпалом механічних напружень [6, 11]. Загалом величину Нс мож- на подати у вигляді [12]: Δ= еф 2 ,c s K D H I D (2) де Kеф – ефективна (з урахуванням локальних флюктуацій) конста- нта магнетної анізотропії; ΔD – флюктуація товщини доменної сті- нки. Таким чином, основними шляхами зменшення коерцитивної сили (а отже, і зростання μі; див. рівн. (1)) АМС певного класу (тобто з практично сталим значенням Is) є зменшення параметрів Kеф і ΔD. Саме це і може бути наслідком процесів відпалу гартувальних на- пружень і виходу вільного об’єму, які найбільш інтенсивно протіка- ють при відпалі аморфних стрічок у докристалізаційних режимах [3], причому положення відповідного температурного інтервалу сут- тєво залежить від складу АМС. За результатами рентґенографічних досліджень впливу темпера- тури відпалу на характеристики атомової структури досліджуваних АМС встановлено, що в результаті відпалу зменшується півширина першого максимуму дифракційного гало Δs1/2, причому найбільш суттєво в інтервалі температур відпалу 650—720 К. Так, для щойно- загартованого стопу Fe78Ni2Si6B14 Δs1/2 = 0,42 Å−1, а після відпалу при 680 К, 30 хв. Δs1/2 = 0,34 Å−1. Для АМС Fe78Мо2Si6B14 значення Δs1/2 складають 0,44 Å−1 у вихідному стані та 0,30 Å−1 після відпалу при 720 К, 30 хв. Спостерігається також тенденція до зростання з темпе- ратурою відпалу координаційного числа метал-метал від 10,9—11,5 до 12,1—12,6. Саме такий характер еволюції структурних параметрів АМС при зростанні Та може свідчити про перебіг зазначених вище процесів, які і визначають зменшення Нс, а відповідно, і зростання μі при збільшенні температури відпалу стрічок у межах існування амо- рфного стану. Різка зміна магнетних характеристик (зростання Нс і зменшення μі) досліджених АМС при подальшому зростанні Та зумовлена, без- перечно, розвитком процесів кристалізації аморфних стопів, оскі- льки початок температурного інтервалу цих змін добре узгоджуєть- ся з температурою початку кристалізації цих стопів [9]. Крім того, факт утворення кристалічних фаз був зафіксований нами рентґено- графічно, щоправда, після відпалу при дещо вищих температурах, тобто на стадії, коли розміри кристалітів стають достатніми для фо- рмування чітких дифракційних максимумів. Окремого розгляду потребує питання про вплив леґувальних до- мішок Ni та Мо на магнетні характеристики АМС Fe80−хПМхSi6B14. На рисунку 4 представлено залежності Нс, а на рис. 5 – залежності μі цих стопів від вмісту леґувальних домішок. Видно, що для стрічок у вихідному стані спостерігається зростання Нс при леґуванні незале- жно від типу домішки. Швидкість зростання коерцитивної сили ВПЛИВ ТЕРМООБРОБЛЕННЯ НА МАГНЕТОМ’ЯКІ ВЛАСТИВОСТІ СТОПІВ Fe80Si6B14 641 dНс/dx складає 2,1 і 3,1 А/(м⋅ат.%) для ПМ = Ni і Мо, відповідно. Величина ефекту та характер його змін при зростанні х дають підс- тави вважати, що він зумовлений першим з перелічених вище фак- торів, а саме, впливом додаткових напружень, що створюються на- вколо домішкових атомів завдяки ріжниці атомових радіюсів Fe та ПМ (rFe = 0,123 нм, rNi = 0,124 нм, rMo = 0,139 нм). Після відпалу АМС при температурі, яка відповідає мінімальному значенню коерцитив- ної сили, характер зміни Нс при зростанні вмісту ПМ виявився зале- жним від типу леґувальної домішки, а сама величина ефекту суттєво послаблюється: dНс/dx = 1,15 і —0,8 А/(м⋅ат.%) для ПМ = Ni і Мо, відповідно. Зрозуміло, що гартувальні напруження після такого термооброблення значною мірою знімаються. Тому на перший план виходить наступний з перерахованих вище факторів – явище стру- ктурної релаксації, яке обумовлює локальні зміни атомової структу- ри. Як було показано в [9], термооброблення АМС на основі Fe80−xSi6B14 супроводжується еволюцією гетерогенної структури сто- пів – утворенням двох типів магнетних кластерів: з ніклем (парале- льна орієнтація спінів у межах кластера, великий магнетний мо- мент) та молібденом (антипаралельна орієнтація спінів у межах кла- стера, близький до нуля магнетний момент). Отже, у випадку ПМ = Ni внаслідок перерозподілу атомів компо- нент в об’ємі аморфної стрічки при відпалі можна очікувати форму- вання анізотропії атомових пар. Зниження енергії взаємодії між спонтанною магнетованістю полем локальної анізотропії веде до ста- білізації атомової стінки. Додаткове поле, необхідне для подолання цієї перешкоди, і є складовою коерцитивної сили Нс, зумовленою ре- лаксаційними процесами. У випадку ПМ = Мо подібного ефекту не спостерігатиметься, оскільки ні атом Мо, ні атомовий кластер на йо- Рис. 4. Залежність Нс АМС Fe80−хПМхSi6B14 від вмісту леґувальної домі- шки при кімнатній температурі (темні маркери) та температурі мініму- му (світлі маркери): ПМ = Ni (, ) та Мо (, ). 642 М. І. ЗАХАРЕНКО, А. В. НОСЕНКО, В. К. НОСЕНКО, М. П. СЕМЕНЬКО го основі не несуть помітного магнетного моменту. Більше того, оче- видно, що зростання вмісту Мо сприятиме зменшенню Kеф. Саме то- му в цьому випадку можна очікувати зменшення коерцитивної сили, що і спостерігалось експериментально. Що стосується поведінки μі при зростанні х, то тут жодних зако- номірностей не спостерігається. В цілому, атоми ПМ чинять вкрай малий вплив на значення μі, особливо для невідпалених стопів, для яких кореляційне співвідношення типу (1) не виконується, що чіт- ко видно з рис. 6. Цей факт пов’язаний, ймовірно, з екстремально високим рівнем гартувальних напружень, який притаманний амо- Рис. 6. Кореляційна залежність між Нс і μі АМС Fe80−хПМхSi6B14 (позна- чення ті ж, що і на рис. 4 та 5). Рис. 5. Залежність μі АМС Fe80−хПМхSi6B14 від вмісту леґувальної доміш- ки при кімнатній температурі (темні маркери) та температурі максиму- му (світлі маркери): ПМ = Ni (, ) та Мо (, ). ВПЛИВ ТЕРМООБРОБЛЕННЯ НА МАГНЕТОМ’ЯКІ ВЛАСТИВОСТІ СТОПІВ Fe80Si6B14 643 рфним металевим стопам з кремнієм [3, 6]. Однак, слід окремо від- значити особливий характер залежності μі(х) для відпалених АМС Fe80−хМохSi6B14, на якій спостерігається різкий максимум при х = 2, де початкова магнетна сприйнятливість досягає значення 1,35⋅103. Цей факт представляє інтерес з точки зору промислового викорис- тання АМС даного типу. 2. ВИСНОВКИ Дослідження впливу ізохронних відпалів на початкову магнетну проникність μі та коерцитивну силу Нс аморфних стопів Fe80Si6B14, леґовані ніклем (до 6 ат.%) та молібденом (до 3 ат.%), показали, що залежності вказаних характеристик від температури відпалу є немо- нотонними. Встановлено, що домінувальними факторами, які ви- значають характер зміни Нс та μі, є об’ємний піннінґ доменних меж дефектами структури, пов’язаними з гартувальними напруженнями та ефекти релаксації, зумовлені локальними змінами структури та виходом вільного об’єму. Встановлено оптимальні для досягнення високих магнетних характеристик температури відпалу. ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА 1. R. Hasegawa, J. Magn. Magn. Mater., 215—216: 240 (2000). 2. А. П. Шпак, Ю. А. Куницкий, В. Л. Карбовский, Кластерные и нано- структурные материалы (Киев: Академпериодика: 2001). 3. А. П. Шпак, Ю. А. Куницький, М. І. Захаренко та ін., Магнетизм аморф- них та нанокристалічних систем (Київ: Академперіодика: 2003). 4. Y. Kakehashi, Mater. Sci. Eng., A179—A180: 62 (1994). 5. K. Suzuki, A. Makino, A. Inoue et al., J. Appl. Phys., 74, No. 5: 3316 (1993). 6. К. Хандрих, С. Кобе, Аморфные ферро- и ферримагнетики (Москва: Мир: 1982). 7. High Performance Cores for Electronics [Electronic resource]. Mode of access: http://www.metglas.com/products/page5_1_6.htm/. — Title from the screen. 8. W. R. Wieserman and G. L. Kusic, IEEE Trans. Power Delivery, 10, No. 4: 1843 (1995). 9. A. V. Nosenko, M. G. Babich, M. P. Semen’ko et al., Металлофиз. новейшие технол., 32, № 9: 1183 (2010). 10. Г. С. Кринчик, Физика магнитных явлений (Москва: Изд-во МГУ: 1976). 11. Аморфные металлические сплавы (Ред. Ф. Е. Люборский) (Москва: Метал- лургия: 1987). 12. F. E. Luborsky, Amorphous Ferromagnets/ Ferromagnetic Materials. A Hand- book on the Properties of Magnetically Ordered Substances (Ed. E. P. Wohl- farth) (Amsterdam: North-Holland Publ.: 1980), vol. 1.

Вплив термооброблення на магнетом’які властивості аморфних стопів Fe₈₀Si₆B₁₄, леґованих Ni та Mo

Institution

Similar Items