Диссертация (1102846), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Положительныйкоэффициент магнитострикции, соответствующий отожженному микропроводу, обычноприводит к преобладанию аксиально намагниченной области практически в всем объемемикропровода, тогда как на периферии остается тонкий слой с циркулярной структурой. Таккак петли гистерезиса всех отожженных микропроводов состава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3 –прямоугольные, характерные для структур, перемагничивающихся посредством быстрогораспространения доменной границы, то можно сделать вывод об изменении микромагнитнойструктуры.66Рис.3.9 Сравнение магнитных свойств, коэффициента магнитострикции имикромагнитной структуры неотожженного и отожженного в течение 60 минут притемпературе 300℃ и величине внешних механических напряжений 125 МПа микропроводовсостава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3.Рисунок 3.10 демонстрирует зависимость формы петли гистерезиса от температурыотжига (300 или 350℃) для микропроводов, которые отжигались в течение 5 минут без и сприложением внешних механических напряжений до 250 МПа.Рис.3.10 Магнитные свойства микропровода состава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного втечение 5 минут, в зависимости от температуры отжига: а), б) и в) петли гистерезиса длямикропроводов без приложения внешних напряжений и при приложении напряжений 125 и250 МПа во время отжига, соответственно, г) график зависимости поля переключения оттемпературы отжига.67Из рисунка 3.10а можно видеть, что при обычном отжиге (без внешних напряжений),увеличение температуры отжига приводит к увеличению поля переключения микропровода в3 раза.
Приложение внешних механических напряжений величиной 125-250 МПа ведет кобратному эффекту – поле переключения падает с увеличением температуры с 300 до 350℃,причем бо́льшая величина прикладываемых напряжений ведет к бо́льшей разнице междупетлями гистерезиса микропроводов, отожженных при разных температурах.Длительный отжиг в течение 60 минут дает возможность получить микропровода сполями переключения в диапазоне от 1 до 25 А/м (Рисунок 3.11).
В случае отжига без какихлибо внешних напряжений, температура играет существенную роль – так при температуреотжига 300℃ поле переключения составляет 25 А/м, а повышение температуры отжига до400℃ уменьшает поле переключения до 1 А/м. При приложении напряжений величиной 250МПа петли гистерезиса микропроводов, отожженных при температурах 300 и 350℃ имеютодинаковые форму и величину поля переключения. Это может объясняться тем, что придлительном отжиге анизотропия, сформированная приложением напряжений величиной 250МПа, является более значимым фактором по сравнению с разностью в релаксации напряженийпри изменении температуры отжига.Рис.3.11.
Магнитные свойства микропровода состава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного втечение 60 минут, в зависимости от температуры отжига: а) и б) петли гистерезиса длямикропроводов без приложения внешних напряжений и при приложении напряжений 250 МПаво время отжига, соответственно, в) график зависимости поля переключения от температурыотжига.Чтобы определить влияние времени отжига на магнитные свойства – форму петлигистерезиса и величину поля переключения – было проведено сравнение петель гистерезисапри различных временах отжига и построены графики зависимости поля переключения отвремени отжига микропроводов, которые представлены на рисунках 3.12 и 3.13.Наличие напряжений при отжиге, как и в вышеописанных результатах, имеетсущественное влияние на вид получаемых зависимостей поля переключения от времени68отжига. При температуре отжига 300℃ и отсутствии внешних напряжений (Рисунок 3.12а)увеличение времени отжига приводит к увеличению поля переключения, что может являтьсярезультатом возрастания аксиальной компоненты анизотропии, и, как следствие, увеличенияобъема аксиально намагниченного керна.Рис.3.12 Магнитные свойства микропровода состава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного притемпературе 300℃, в зависимости от длительности отжига: а) и б) петли гистерезиса длямикропроводов без приложения внешних напряжений и при приложении напряжений 250 МПаво время отжига, соответственно, в) график зависимости поля переключения от времениотжига.Приложение напряжений величиной 250 МПа при температуре 300℃ оказываетзначительный эффект, и приводит к обратному результату – поле переключения уменьшается с3 до 1,5 А/м с увеличением времени отжига.
Увеличение же температуры до 350℃ приводит квозрастанию поля переключения при более длительном отжиге даже при приложенныхвнешних механических напряжениях (Рисунок 3.13).Рис.3.13 Магнитные свойства микропровода состава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного притемпературе 350℃, в зависимости от длительности отжига: а) и б) петли гистерезиса длямикропроводов при приложении напряжений 125 и 250 МПа во время отжига, соответственно,в) график зависимости поля переключения от времени отжига.Скоростьпротекающихвмикропроводепроцессоврелаксациивнутреннихмеханических напряжений, а, следовательно, и изменение магнитной анизотропии прямо69пропорционально зависит от температуры отжига. Для того, чтобы наиболее наглядноустановить тенденции происходящих в ходе отжига изменений магнитных свойств,дополнительно был проведен отжиг микропровода того же состава при температуре 200℃.
Приэтом время отжига менялось в диапазоне от 1 до 60 минут. Сравнение петель гистерезиса отвремени отжига и зависимость поля переключения от времени отжига представлены нарисунке 3.14.Рис.3.14 Магнитные свойства микропровода состава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного притемпературе 200℃, в зависимости от длительности отжига: а) петли гистерезиса при разныхвременах отжига, в) график зависимости поля переключения от времени отжига.Из рисунка 3.14а хорошо видно, что перемагничивание микропровода, отожженного втечение 1 минуты происходит, сочетая два процесса – скачок, который соответствует быстромураспространению доменной границы вдоль оси микропровода, и плавное изменение магнитногомомента, связанное с поворотом магнитного момента.
Из этого следует, в металлической жилемикропровода можно выделить две области, соответствующие двум типам перемагничивания аксиально намагниченный керн, и циркулярная структура на периферии. Скорость движениядоменной границы в таком микропроводе измерить не удалось (подробнее – Глава 5, пункт 2),что так же свидетельствует о сосуществовании двух областей намагниченности с разныминаправлениями–аксиальнойициркулярной,-занимающимисравнимыеобъемыметаллической жилы микропровода.
Увеличение времени отжига до 2 минут уже приводит кустойчивой магнитной бистабильности и свидетельствует о преобладании аксиальнонамагниченной области в микропроводе. Последующее увеличение времени отжига с 2 до60минут ведет к увеличению поля переключения с 1,4 о 7,2 А/м, соответственно. Графикзависимости поля переключения от времени отжига изображен на рисунке 3.14б. Краснымсимволом отмечено значение коэрцитивной силы микропровода, отожженного в течение 1минуты. Зависимость поля переключения от времени отжига для микропроводов, отожженных70при температуре 200℃, хорошо согласуется с тенденцией, полученной для температуры отжига300℃, при которой поле переключения также увеличивается при более длительном отжиге.Оценка влияния приложенных внешних механических напряжений во время отжига даетоднозначный результат и тенденцию в независимости от времени отжига в диапазоне 5-60минут и температуры отжига, изменяющейся от 300 до 400℃.
На рисунках 3.15 и 3.16приведено сравнение петель гистерезиса для микропроводов, отожженных при температуре 300и 350℃ с различной величиной внешних напряжений и зависимости поля переключения отвеличины прикладываемых напряжений. Из графиков отчетливо видно, что приложениерастягивающихмеханическихнапряжений,направленныхвдольосимикропровода,способствует уменьшению величины поля переключения.Рис.3.15 Магнитные свойства микропровода состава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного притемпературе 300℃, в зависимости от величины прикладываемых напряжений: а) и б) петлигистерезиса для микропроводов, отожженных в течение 5 и 60 минут, соответственно, в) графикзависимости поля переключения от величины прикладываемых во время отжига механическихнапряжений.Рис.3.16 Магнитные свойства микропровода состава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного притемпературе 350℃, в зависимости от величины прикладываемых напряжений: а) и б) петлигистерезиса для микропроводов, отожженных в течение 5 и 60 минут, соответственно, в) графикзависимости поля переключения от величины прикладываемых во время отжига механическихнапряжений.71Таким образом, в данном пункте было рассмотрено влияние термического отжига накоэффициентмикропроводовмагнитострикциивистекляннойFe3.85Co67.05Ni1.44B11.53Si14.47Mo1.66имагнитныесвойстваоболочкетрехаморфныхсоставов:Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3,ферромагнитныхCo68.6B14.8Si10Mn6.6,каждыйизкоторыхимелотрицательный коэффициент магнитострикции с околонулевым абсолютным значением и Sобразную петлю гистерезиса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
