Диссертация (1102846), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Повышение температуры отжига до 250℃ является достаточным для наблюденияпроисходящих изменений. Добавление каждых 30 минут отжига немного изменяет наклонкривой, что особенно можно заметить при увеличении прикладываемого магнитного поля.Изменение наклона кривых соответствует изменению подвижности доменной границы. Такжеможно отметить небольшое увеличение начальной скорости с 400 до 480 м/с. Максимальнаятемпература, при которой проводился отжиг - 300℃ выявляет изменения в динамике движениядоменной границы наиболее ярко.
Серия кривых, соответствующих скорости движениядоменной границы после различных времен отжига (кратных 30 минутам) веерообразнораскрывается, при этом при каждом последующем отжиге (то есть добавлении 30 минут кобщему времени отжига) кривая скорости располагается выше предыдущей. Таким образомскорость движения доменной границы увеличивается с увеличением времени отжига.Наблюдаемое увеличение происходит как вследствие увеличения начальной скорости (при полепереключения), так и из-за роста подвижности доменной границы.
Наблюдаемое увеличениескорости движения доменной границы составляет до 1,6 раз после отжига микропровода втечение 150 минуюС правой стороны рисунка 5.2 представлены графики с результатами исследованиявлияния отжига на динамику движения доменной границы для микропровода составаCo56.8Fe6.2Ni10B16Si11 (d/D=0,38). Уже при температуре отжига 200℃ видны изменения,происходящие при увеличении времени отжига. Как и в случае микропровода на основе железа,отжиг влияет на подвижность доменной границы, что выражается в изменении наклона кривыхполевых зависимостей скорости движения доменной границы. Однако, как можно видеть изверхнего правого графика, отжиг микропровода на основе FeCoNi приводит к снижениюподвижности доменной границы – кривые расположены одна под другой, при этом увеличениевремени отжига уменьшает угол наклона кривой. Другим примечательным фактом являетсясдвиг диапазона, при котором реализуется режим перемагничивания посредством одной93доменной границы, в сторону бо́льших полей.
При температуре отжига 250℃ можно выделитьтолько одно промежуточную кривую, соответствующую 30 минутам отжига. Увеличениевремени отжига до 60 минут уже в меньшей степени уменьшает угол наклона кривойзависимости скорости движения доменной границы от величины приложенного магнитногополя, а каждый последующий отжиг практически не вносит вклад в изменение величиныподвижности доменной границы. Из этого наблюдения можно сделать вывод, что 60 минутобщего времени отжига ведут к насыщению процессов, происходящих в микропроводе вовремя термической обработки. Повышение температуры отжига до 300℃ уменьшает время,необходимое для насыщения, и при 30 минут отжига кривая находится в конечном положении,так что последующие отжиги не вносят никакого вклада. Стоит отметить, что изменениедиапазона полей, при котором реализуется перемагничивание одним гигантским скачкомБаркгаузена, наблюдается при любой из рассмотренных температур отжига.Для наиболее наглядного рассмотрения изменений, происходящих при увеличениивремени отжига для микропроводов, отожженных при температурах 200, 250 и 300℃, выберемфиксированное значение внешнего магнитного поля и рассмотреть зависимости скоростидвижения доменной границы от времени отжига при данной величине магнитного поля.Полученные зависимости представлены на рисунке 5.3.
Фиксированная величина полясоставила 130 А/м, так как при таком значении внешнего магнитного поля для всехисследованных образцов микропроводов можно построить описанную выше зависимость.Рис.5.3 Зависимость скорости движения доменной границы от времени отжига микропроводапри температурах 200, 250 и 300℃ при фиксированной величине магнитного поля 130 А/м длямикропроводов составов а) Fe74B13Si11C2 (d/D=0,76), б) Co56.8Fe6.2Ni10B16Si11 (d/D=0,38).94Как видно из графиков на рисунке 5.3 величины скоростей для неотожженных образцовкаждого типа микропроводов очень близки друг к другу.
В случае железного микропровода, какуже было описано выше зависимость скорости движения доменной границы от времени отжигапри 200℃ составляет практически прямую линию, а повышение температуры отжига приводитк возрастанию скорости движения доменной границы.
При этом на кривой, иллюстрирующейзависимости для температуры отжига 300℃ видно, что наибольшие изменения происходят впервые 30 минут, а при каждом последующем отжиге разница между величинами скоростиуменьшается. И время отжига, равное 120-150 минутам, очень близко к времени, необходимомудля насыщения. При отжиге микропровода на основе FeCoNi все три кривые, соответствующиеразличным температурам термообработки, имеют практически одну и ту же конечнуюскорость, составляющую порядка 950 м/с, достигаемую уже при небольших временах отжига.Температура отжига обратно пропорционально влияет на то, как быстро достигаетсянасыщение.На рисунке 5.4 представлены зависимости подвижности доменной границы от времениотжига микропроводов на основе Fe и FeCoNi.Рис.5.4 Зависимости подвижности доменной границы от времени отжига для микропроводовсоставов а) Fe74B13Si11C2 (d/D=0,76), б) Co56.8Fe6.2Ni10B16Si11 (d/D=0,38), отожженных притемпературах 200, 250 и 300℃.Графики зависимости подвижности доменных границ от времени отжига для обоихмикропроводов визуально коррелируют с графиками зависимости скоростей движениядоменной границы при фиксированном значении магнитного поля.
Здесь также стоит отметитьочень близкие друг к другу величины подвижности для не подвергавшихся термообработкеразличных отрезков микропроводов одного и того же состава. Однако, в случае микропровода95на основе железа только при температуре отжига 200℃ наблюдается состояние насыщения всехпроисходящих в микропроводе процессов, ведущих к изменениям в динамике движениядоменной границы. При температурах 250 и 300℃ времени отжига 150 минут недостаточно длянасыщения активизированных отжигом процессов релаксации.Все кривые зависимости подвижности доменной границы от времени отжига длямикропровода на основе FeCoNi приходят в насыщение, которое наблюдается при различныхдлительностях термообработки микропровода.Как видно из выше представленных графиков, отжиг оказывает различный эффект надинамику движения доменной границы в микропроводах с большим положительнымкоэффициентом магнитострикции (на основе Fe) и с околонулевым положительнымкоэффициентом магнитострикции (на основе FeCoNi).
Однако, так как исследованныемикропроводасоотношениямиотличалисьдиаметровтакжеигеометрическимиопределяющимиd/D,параметрами,величинуввнутреннихособенностимеханическихнапряжений, создаваемых стеклянной оболочкой, то важной задачей является дополнительноисследовать поведение полевых зависимостей скорости движения доменной границы длямикропроводовсбольшимиоколонулевымположительнымикоэффициентамимагнитострикции, но отличающихся геометрическими параметрами от выше описанных.В качестве дополнительных микропроводов с большим положительным коэффициентоммагнитострикции были выбраны два микропровода.
Состав металлической жилы одного из нихсовпадал с составом металлической жилы ранее изученного микропровода Fe74B13Si11C2, однакогеометрическиепараметрыбылидругими.Второймикропроводотличалсякакгеометрическими параметрами, так и составом металлической жилы: Fe66.7Cr11.4B12Si9Ni0.9. Всехарактеристики занесены в таблицу 5.1.Рисунок 5.5 иллюстрирует полевые зависимости скорости движения доменной границымикропровода состава Fe66.7Cr11.4B12Si9Ni0.9 для различных времен отжига при температуре250℃. Весь алгоритм проведения отжигов и исследовании скорости движения доменнойграницы полностью совпадал с алгоритмом для микропровода Fe74B13Si11C2 (d/D=0,76).Визуально видно, что тенденции изменений в динамике движения доменной границымикропровода состава Fe66.7Cr11.4B12Si9Ni0.9 под влиянием отжига совпадают с тенденциями,наблюдаемыми для ранее изученного микропровода состава Fe74B13Si11C2 (d/D=0,76).Увеличение времени отжига приводит к росту скорости движения доменной границы, которыйпроисходит за счет двух процессов: небольшого увеличения начальной скорости и возрастанияподвижности доменной границы.96Рис.5.5 Полевые зависимости скорости движения доменной границы микропровода составаFe66.7Cr11.4B12Si9Ni0.9 для различных времен отжига при температуре 250℃.Сравним зависимости скорости движения доменной границы при фиксированномзначении магнитного поля 130 А/м и подвижности доменной границы от времени отжига длядвух микропроводов на основе железа: Fe66.7Cr11.4B12Si9Ni0.9 (d/D=0,46) и Fe74B13Si11C2(d/D=0,76).Такоесравнение,представленноенарисунке5.6позволитчисленнопроанализировать тенденции изменения под влиянием отжига.Рис.5.6 а) Зависимость скорости движения доменной границы от времени отжига микропроводапри температуре 250℃ при фиксированной величине магнитного поля 130 А/м длямикропроводов двух различных составов, б) Зависимости подвижности доменной границы отвремени отжига для микропроводов двух различных составов, отожженных притемпературе 250℃.На основных графиках рисунка 5.6 каждой представленной кривой (черной или красной)соответствует своя вертикальная ось (левая или правая, соответственно), с определенным97числовым диапазоном.
Числовой диапазон выбирался так, чтобы ординаты начальныхзначений, соответствовавших значению скорости или подвижности неотожженного образца,имели близкие друг к другу положения. При этом общий диапазон значений, охватываемыйосью ординат, и шаг численных отметок на оси – совпадают. Это позволяет наглядно увидетьэволюцию кривых, зависящих от времени отжига друг относительно друга.
Общий видзависимостей скорости движения доменной границы при фиксированной величине внешнегомагнитного поля и подвижности доменной границы от времени отжига микропровода составаFe66.7Cr11.4B12Si9Ni0.9 (d/D=0,46) совпадает с теми, что были получены для микропровода составаFe74B13Si11C2 (d/D=0,76). Однако в случае микропровода Fe66.7Cr11.4B12Si9Ni0.9 (d/D=0,46)наблюдается явление насыщения при достижении времени отжига 120 минут для скоростидвижения доменной границы, и 60 минут – для подвижности доменной границы.
На вставкахграфиков а) и б) представлены те же самые зависимости, однако имеющие одну ось ординат ирасположенные друг относительно друга в реальном соотношении. Из данных вставокнаглядней видно, что микропровод с металлической жило из сплава Fe66.7Cr11.4B12Si9Ni0.9 имеетзначения скорости движения доменной границы в поле 130 А/м в два раза ниже, чеммикропровод Fe74B13Si11C2 (d/D=0,76), а значение подвижности доменной границы является втри раза ниже по сравнению с тем же микропроводом.Стоит напомнить, что основными энергиями, определяющими магнитное состояние иособенностиперемагничиваниямикропроводовявляютсямагнитоупругаяимагнитостатическая энергии. В ходе проведения экспериментов по определению влиянияотжига на динамику движения доменной границы геометрические параметры (в том числе идлина микропровода) не менялись, следовательно, никаких изменений в магнитостатическойэнергии не произошло.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
