Автореферат (1102845), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Увеличение соотношения диаметровd/D с 0,44 до 0,57 при постоянной величине диаметра металлической жилы, d, приводит кувеличению коэффициента прямоугольности MR/MS петли гистерезиса, по которому можнооценить увеличение объема аксиально намагниченного керна с 79 до 96% от объемаметаллической жилы вследствие возрастания коэффициента магнитострикции.В третьем пункте представляются результаты изучения влияния параметров отжиганакоэффициентмагнитострикциимикропроводаиегомагнитныесвойства.Продемонстрировано, что релаксация напряжений вследствие термического отжига ведетк увеличению коэффициента магнитострикции (изменению в сторону положительныхзначений в случае отрицательного коэффициента магнитострикции).
Релаксациянапряжений и изменение знака магнитострикции с отрицательного на положительныйвследствие отжига ведет к значительному изменению магнитных свойств микропровода изсплава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, который после отжига становится бистабильным.Показано, что изменение параметров отжига (времени, температуры, величинывнешних механических напряжений) могут существенно изменять магнитные свойствамикропроводов из сплавов на основе Co и FeCoNi.
Увеличение температуры отжигаприводит к уменьшению поля магнитной анизотропии микропроводов из сплавовCo68.6B14.8Si10Mn6.6 и Fe3.85Co67.05Ni1.44B11.53Si14.47Mo1.66 и поля переключения микропроводаиз сплава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, что связано с увеличением скорости релаксациинапряжений,анизотропии.прямопропорциональноУвеличениесвязанныхдлительностиотжигасвеличиноймагнитоупругоймикропроводаизсплаваCo68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3 приводит к увеличению поля переключения вследствие ростакоэффициента магнитострикции (Рис.1).Рис.1 Магнитные свойства микропровода состава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженногопри температуре 200℃, в зависимости от длительности отжига: а) петли гистерезиса, в)график зависимости поля переключения от длительности отжига.Приложение растягивающих аксиальных напряжений при отжиге ведет кувеличениюполямагнитнойанизотропиидлямикропроводовизсплавовCo68.6B14.8Si10Mn6.6 и Fe3.85Co67.05Ni1.44B11.53Si14.47Mo1.66, петли гистерезиса которых послеотжига сохраняют S-образную форму, и к уменьшению поля переключения длямикропровода из сплава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3 с приобретенной вследствие отжигамагнитной бистабильностью.Описанные выше результаты исследования влияния отжига на магнитные свойствамикропроводов из сплавов на основе Co и FeCo для наглядности сведены в таблицу 1.Таблица 1.
Влияние параметров отжига на магнитные характеристики отожженныхмикропроводовТип отжигаОтжиг безОтжиг с приложенныминапряжениянапряжениямиУвеличение исследуемогопараметра↑T↑t↑σ↑T↑tCo68.6B14.8Si10Mn6.6↓HK-↑HK↓HK-Fe3.85Co67.05Ni1.44B11.53Si14.47Mo1.66МБ,↓HSW-↑HKO-5 мин:МБ,↓HSW300℃:МБ,↓HSW60 мин:O350℃:МБ,↑HSWCo68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.35 мин:МБ,↑HSW60 мин:МБ,↓HSWМБ,↑HSWМБ,↓HSWгде T и t – температура и время отжига, σ – величина внешних напряжений приотжиге, HK – поле магнитной анизотропии, HSW – поле переключения для магнитнобистабильных (МБ) микропроводов, О – нет влияния на магнитные характеристики.Глава 4. Влияние параметров микропроводов на динамику движения доменнойграницыВ данной главе излагаются результаты исследования влияния параметровмикропровода на особенности динамики движения доменной границы.
В качестве фактороврассматриваются параметры самого микропровода – материал микропровода и егогеометрические параметры.Продемонстрировано,чтоуменьшениесодержаниякобальтаваморфныхферромагнитных микропроводах на основе FeCo ведет к увеличению подвижностидоменной границы: подвижность доменной границы возрастает с 3,5 до 12,8 м2/сА, то естьв 3,6 раз, при увеличении содержания железа с 37,5% до 67,5% и соответственногоуменьшения содержания кобальта в составе металлической жилы микропровода, в случае,когда содержание других элементов не изменяется (Рис. 2).
Причиной увеличенияподвижности доменной границы при замещении кобальта железом может быть увеличениенамагниченности насыщения сплава.Рис.2 Полевые зависимости скорости движения доменной границы вмикропроводах на основе FeCo с соотношением d/D ~ 0,76–0,8 для различныхконцентрация Fe и Co в составе металлической жилы.Обнаружено, что марки стекла (Duran или Pyrex), имеющие одинаковые заявленныефизические параметры, однако разных производителей, и используемые для изготовленияаморфных ферромагнитных микропроводов в стеклянной оболочке оказывают влияние надинамику движения доменной границы: микропровода из сплавов на основе FeCo, приизготовлении которых использовалось стекло маркиDuran, обладают большейподвижность доменной границы.
Предположительно, причиной являются различия втехнологических особенностях изготовления стекла различных марок или оборудования,используемого на заводах-изготовителях, даже при наличии одинаковых заявленныхсвойств [18].Определено влияние внутренних механических напряжений, связанных с наличиемстеклянной оболочки и ассоциируемых с соотношением диаметров d/D, на динамикудвижения доменной границы: увеличение отношения диаметра металлической жилы кполному диаметру микропровода, то есть уменьшение внутренних механическихнапряжений, создаваемых стеклом, приводит к увеличению скорости движения доменнойграницы (Рис.3). При сравнении полевых зависимостей скорости движения доменнойграницы для микропроводов из сплава Fe77.5Si7.5B15 с разными d/D, представленных нарисунке 3 можно отметить, что все кривые, полученные для микропроводов в бо́льшимисоотношениями d/D (от 0,58 до 0,69) лежат выше, чем кривые для микропроводов ссоотношением d/D, равными 0,48-0,50.
То есть увеличение скорости движения доменнойграницы в микропроводах состава Fe77.5Si7.5B15 происходит за счет увеличения начальнойскорости при условии одинакового поля переключения микропровода. В микропроводах наоснове FeCo состава Fe52.5Co22.5B15Si10 увеличение соотношения d/D приводит кувеличению подвижности доменной границы, а в микропроводах с металлической жилойиз сплава Fe37.5Co37.5B15Si10 увеличению скорости движения доменной границы с ростомсоотношения d/D способствуют оба процесса: как увеличение подвижности доменнойграницы, так возрастание начальной скорости.Рис.3 Полевые зависимости скорости движения доменной границы в микропроводах сметаллической жилой из сплава Fe77.5Si7.5B15, различающихся соотношением d/D.Глава 5.
Способы управления динамикой движения доменной границыГлава 5 посвящена рассмотрению способов управления динамикой движениядоменной границы в аморфных ферромагнитных микропроводах.В первом пункте исследуется влияние параметров отжига на динамику движениядоменной границы магнито-бистабильных микропроводов с различными по порядкувеличины коэффициентами магнитострикции. В случае микропроводов из сплавов наоснове Fe с большим (~10-5) положительным коэффициентом магнитострикциитермообработка ведет к увеличению подвижности доменной границы и скорости еедвижения из-за релаксации внутренних механических напряжений, которая играетопределяющую роль несмотря на изменения величины коэффициента магнитострикции(Рис.4).Рис.4 а) Полевые зависимости скорости движения доменной границы микропроводасостава Fe74B13Si11C2 (d/D=18,8/23=0,82) для различных времен отжига при температуре300℃, б) Зависимость величины коэффициента магнитострикции микропроводаFe74B13Si11C2 (d/D=18,8/23=0,82) от времени отжига при температуре 300℃.Динамика движения доменной границы магнитно-бистабильных микропроводов изсплавовнаосновеFeCoNiсоколонулевымкоэффициентоммагнитострикциичувствительна к абсолютному значению коэффициента магнитострикции (Рис.5).
Поэтомурост абсолютного значения магнитострикции вследствие отжига приводит к снижениюподвижности доменной границы и уменьшению ее скорости.Рис.5 а) Полевые зависимости скорости движения доменной границы микропроводасостава Co56.8Fe6.2Ni10B16Si11 (d/D=9/24=0,38) для различных времен отжига притемпературе 300℃, б) Зависимость величины коэффициента магнитострикциимикропроводов состава Co56.8Fe6.2Ni10B16Si11 с различными геометрическими параметрамиот времени отжига при температуре 300℃.Второй пункт посвящен исследованию влияния параметров отжига под действиемвнешних механических напряжений на динамику движения доменной границымикропроводов с приобретенной вследствие отжига магнитной бистабильностью составаCo68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3.
В рамках данного исследования установлено, что увеличениетемпературы отжига с 300 до 350℃ приводит к увеличению скорости движения доменнойграницы за счет большей скорости релаксации внутренних напряжений. Увеличениедлительности отжига с 2 до 60 минут снижает подвижность доменной границы иувеличиваетполепереключения,чтопроисходитиз-заростакоэффициентамагнитострикции. Приложение внешних механических растягивающих напряженийвеличиной 125 и 250 МПа приводит к росту подвижности доменной границы и значительноснижает поле, необходимое для перемагничивания микропровода, что может бытьобъяснено ростом аксиальной анизотропии с одновременной релаксации радиальных ициркулярных напряжений.
На рисунке 6 представлено сравнение полученных полевыхзависимостей скорости движения доменной границы для трех величин приложениянапряжений к микропроводах (0, 125 и 250 МПа), отожженных при 350℃.Рис.6 Полевые зависимости скорости движения доменной границы микропровода составаCo68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного с приложенными механическими напряжениямивеличины 0, 125 и 250 МПа при температуре 350℃ в течение а) 5 минут, б) 60 минут.Полученные в данном пункте результаты для наглядности сведены в таблицу 2.Таблица 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
