Диссертация (1102846), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Важно отметить, что всемикропровода обеих серий имели оболочку из стекла одной марки.Химические составы и геометрические параметры всех исследуемых образцов занесеныв таблицу 4.3.Таблица 4.3. Химические составы и геометрические параметры исследуемых образцовХимический составметаллической жилымикропроводаДиаметрДиаметрметаллической жилымикропровода вмикропровода,стеклянной оболочке,d [мкм]D [мкм]Соотношениедиаметров,d/DI серия микропроводов – на основе FeFe77.5Si7.5B1511230,4810210,4810200,5011190,5810170,5911170,6511160,69II серия микропроводов – на основе FeCoFe52.5Co22.5B15Si10Fe37.5Co37.5B15Si1016,620,80,8015,619,00,8215,820,60,7714,418,00,8012,815,60,82Для каждого микропровода с определенными параметрами проводилось измерениескорости движения доменной границы в зависимости от величины внешнего постоянногомагнитного поля, направленного вдоль оси микропровода.
Измерения скорости движениядоменной границы проводилось на нескольких отрезках микропровода для набора статистики.82На рисунке 4.4 представлены полевые зависимости скорости движения доменнойграницы для микропроводов с металлической жилой из сплава на основе Fe с разнымисоотношениями d/D.Рис.4.4 Полевые зависимости скорости движения доменной границы в микропроводах сметаллической жилой из сплава Fe77.5Si7.5B15, различающихся соотношением d/D.Диапазон магнитного поля, в котором наблюдается перемагничивание посредствомдвижения одной доменной границы различается для всех образцов.
Стоит отметить, чтомикропровода с соотношениями d/D равными 11/23=0,48 и 10/20=0,50, изображенныефиолетовым и зеленым цветами на рисунке 4.4, соответственно, обладают наибольшимдиапазоном значений магнитного поля, в котором наблюдается перемагничивание посредствомдвижения одной доменной границы, что говорит об отсутствии дефектов внутри металлическойжилы микропровода, на которых может происходить образование зародышевых доменов, икоторые впоследствии могут стать источниками срыва других доменных границ. Микропроводас соотношением d/D=10/21=0,48 имеют два режима распространения доменной границы,различающиеся величиной подвижности доменной границы. Переход из одного режима вовторой происходит при достижении критического значения внешнего магнитного поля.Критическое значение внешнего магнитного поля лежит в диапазоне 310-370 А/м.
Такоеизменение режима распространения доменной границы может говорить об изменении формы итипа доменной границы при увеличении внешнего магнитного поля. Микропровода, которыеобладают бо́льшими соотношениями d/D по сравнению с остальными в данной серии83образцами, а именно, d/D=10/17=0,58, d/D=11/17=0,65 и d/D=11/16=0,69 имеют небольшиедиапазоны полей, в которых наблюдается перемагничивание, происходящее посредствомраспространения только одной доменной границы.При сравнении полевых зависимостей скорости движения доменной границы длямикропроводов с разными d/D, представленных на рисунке 4.4, можно отметить, что всекривые, полученные для микропроводов в бо́льшими соотношениями d/D (от 0,58 до 0,69)лежат выше, чем кривые для микропроводов с соотношением d/D, равными 0,48-0,50.
Однакопри визуальной оценке наклон всех кривых, то есть величина подвижности доменной границы,не имеет больших различий. Чтобы в этом убедиться, значения подвижности доменной границыдля всех исследованных образцов были занесены в таблицу 4.4.Таблица 4.4. Значения подвижности доменной границы для образцов микропроводовсостава Fe77.5Si7.5B15, различающихся соотношениями d/DГеометрическиеВеличина подвижностипараметрыНомердоменной границымикропровода,образцаобразца,S [м2/сА]d/D10/23=0,4810/21=0,4810/20=0,5011/19=0,5810/17=0,5911/17=0,6513,3322,8013,3522,9234,0013,1223,0033,0013,3025,2334,4812,4224,4432,9314,3723,0132,93Средняя длямикропровода величинаподвижности доменнойграницы,S [м2/сА]3,073,423,044,333,263,448411/16=0,6515,6923,4433.324,15Значения подвижности доменной границы от отрезка к отрезку для одного и того жемикропровода различаются из-за неидеальности процесса изготовления и варьированиявследствие этого на десятые доли микрона диаметра металлической жилы, толщиныстеклянной оболочки и величины и распределения внутренних напряжений, а такжесуществования случайных дефектов.
Однако, как можно видеть в среднем, значениеподвижности доменной границы не зависит в явном виде от соотношения диаметров d/D.В таком случае, бо́льшая скорость движения доменной границы для микропроводов ссоотношениями диаметров d/D ÷ 0,58-0,69 наблюдается из-за большей начальной скорости приусловии одинакового поля старта (поля переключения).Сравнение скоростей движения доменной границы в зависимости от величины внешнегомагнитного поля для двух подгрупп микропроводов на основе FeCo дано на рисунке 4.5.Рис.4.5 Полевые зависимости скорости движения доменной границы в микропроводах,различающихся соотношением d/D с металлической жилой из сплава на основе FeCo составаа) Fe52.5Co22.5B15Si10, б) Fe37.5Co37.5B15Si10.Для микропроводов состава Fe52.5Co22.5B15Si10 с соотношениями диаметров d/D, равными0,80 и 0,82, начальные скорости очень близки друг к другу по значению.
Однако из-за разныхзначений подвижности доменной границы, при полях порядка 200 А/м скорость движениядоменной границы для микропровода с d/D=0,82 больше на ~100 м/с. Все микропровода составаFe37.5Co37.5B15Si10 с разными соотношениями диаметров d/D различаются как величинами85начальных скоростей, так и значениями подвижности.
Однако в случае обоих составовмикропровода на основе FeCo наблюдается одна и та же тенденция: увеличение соотношениядиаметров d/D приводит к увеличению подвижности доменной границы и возрастаниюскорости движения доменной границы.Если зафиксировать значение внешнего магнитного поля, равное 100 А/м, то получитсяграфик зависимости скорости от соотношения диаметров d/D при этой величине поля,проиллюстрированный на рисунке 4.6а. Рисунок 4.6б изображает график, на которомпредставлены значения подвижности доменной границы в зависимости от соотношения d/D.
Изграфика 4.6а видно, что скорость движения доменной границы при фиксированном значениимагнитного поля в зависимости от соотношения между диаметрами металлической жилы ивсего микропровода в стеклянной оболочке d/D аппроксимируется линейной функцией. Ростподвижности доменной границы при увеличении соотношения d/D имеет экспоненциальныйвид для микропровода состава Fe37.5Co37.5B15Si10. Так как для микропровода с металлическойжилой из сплава Fe52.5Co22.5B15Si10 на графике существуют только две точки, то нельзя выяснитьтип зависимости в явном виде.Рис.4.6 Графики зависимости а) скорости движения доменной границы прификсированном значении магнитного поля 100 А/м и б) подвижности доменной границы отсоотношения диаметров d/D для микропроводов на основе FeCo, различающихся содержаниемFe и Co.Проведя исследования динамики движения доменной границы в микропровода на основеFe и FeCo в зависимости от отношения диаметра металлической жилы к полному диаметрумикропровода в стекле d/D, которое обратно пропорционально связано с величинойсоздаваемых стеклянной оболочкой напряжений, можно сделать вывод, что увеличениевнутренних механических напряжений, возникающих из-за наличия стеклянной оболочки86приводит к уменьшению скорости движения доменной границы.
А значит, бо́льшая скоростьдвижения доменной границы будет наблюдаться в микропроводах, имеющих тонкуюстеклянную оболочку. Увеличение скорости движения доменной границы в микропроводахсостава Fe77.5Si7.5B15 происходит за счет увеличения начальной скорости при условииодинакового поля переключения микропровода, в то время как величина подвижностидоменной границы не имеет явной зависимости от соотношения d/D. В микропроводах наоснове FeCo состава Fe52.5Co22.5B15Si10 увеличение соотношения d/D приводит к увеличениюподвижности доменной границы, а в микропроводах с металлической жилой из сплаваFe37.5Co37.5B15Si10 увеличению скорости движения доменной границы с ростом соотношения d/Dспособствуют оба процесса: как увеличение подвижности доменной границы, так возрастаниеначальной скорости.Скорость движения доменной границы определяется выражением: = ( − 0 ),где S – это подвижность доменной границы, а H0 – минимальная величина магнитногополя, необходимого для начала движения [85],Подвижность доменной границы можно выразить как:=2,где MS – это намагниченность насыщения, а – коэффициент затухания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
