Диссертация (1102846), страница 19
Текст из файла (страница 19)
В таком случае причиной наблюдаемых изменений в полевыхзависимостяхскоростидвижениядоменнойграницыявляетсяизменениевкладамагнитоупругой энергии, определяемой формулой: =32 Где λS – коэффициент магнитострикции насыщения,σ – величина внутренних механических напряжений.Как было подробно описано в Главе 1, пункте 1.6, скорость движения доменной границыобратно пропорционально связана с величиной магнитоупругой энергии. А значит увеличениескорости движения доменной границы может происходить за счет двух процессов: уменьшенияабсолютного значения коэффициента магнитострикции при сохранении положительного егознака, и уменьшения величины внутренних механических напряжений. Термический отжигявляется одним из главных способов снятия внутренних механических напряжений в металлах.98Повышение температуры активизирует и упрощает процессы перемещения дислокаций идефектов, которые при комнатной температуре занимают годы.
В результате чего происходитперераспределение дислокаций из областей с более высокими напряжениями в области снизким уровнем напряжений.Таким образом, термический отжиг приводит к релаксации внутренних механическихнапряжений, что должно стать причиной увеличения скорости движения доменной границы.Однако, как было показано в Главе 3 уменьшение величины внутренних механическихнапряжений способствует росту коэффициента магнитострикции, что способствует снижениюподвижности и скорости движения доменной границы.Длятого,чтобыопределитьповедениекоэффициентамагнитострикцииподвоздействием термической обработки и его вклад в изменения, происходящие в динамикедвижения доменной границы, проведем исследование по определению влияния отжига надинамику движения доменной структуры на двух дополнительных микропроводах, имеющихтот же состав металлической жилы, что и микропровода, представленные на Рис.5.2, однакоимеющие другие диаметры металлической жилы и всего микропровода в стеклянной оболочке.Основная часть алгоритма проведения исследования останется той же – чередование отжига втечение 30 минут и исследование полевой зависимости скорости движения доменной границы.Однако теперь после измерения зависимости скорости движения доменной границы отвеличины прикладываемого магнитного поля будем измерять величину коэффициентамагнитострикции.
В результате получим два графика – полевые зависимости скоростидвижения доменной границы, измеренные после различных времен отжига и зависимостьвеличины коэффициента магнитострикции от времени отжига.Оба упомянутых графика для микропровода состава Fe74B13Si11C2 с геометрическимипараметрами d/D=18,8/23=0,82, отожженного при 300℃, представлены на рисунке 5.7.Максимальное время отжига для данного микропровода составило 180 минут.Тенденция изменения вида кривых полевых зависимостей скорости движения доменнойграницы для микропровода Fe74B13Si11C2 (d/D=18,8/23=0,82) та же, что и для исследуемогоранее микропровода с тем же составом, однако имеющего другие геометрические параметрыd/D=12/15,8=0,76: рост подвижности доменной границы и скорости движения доменнойграницы при увеличении времени отжига.
Следовательно, причины, ведущие к даннымизменениям у микропроводов на основе Fe также совпадают.99Рис.5.7 а) Полевые зависимости скорости движения доменной границы микропровода составаFe74B13Si11C2 (d/D=18,8/23=0,82) для различных времен отжига при температуре 300℃,б) Зависимость величины коэффициента магнитострикции микропровода Fe74B13Si11C2(d/D=18,8/23=0,82) от времени отжига при температуре 300℃.Как видно из графика 5.7б величина коэффициента магнитострикции возрастает приувеличении времени отжига до 90 минут, а затем происходит спад. Данная зависимостьнаилучшим образом аппроксимируется полиномом третьего порядка, уравнение которого данона графике 5.7б.
Аппроксимация с учетом указанных на графике погрешностей представленапунктирной линий.Несмотря на увеличение коэффициента магнитострикции при увеличении времениотжига до 90 минут, подвижность доменной границы и скорость ее движения растут. Длянаиболее наглядного представления так же, как и для ранее изученных микропроводовпостроим зависимости скорости движения доменной границы при фиксированной величиневнешнего магнитного поля и подвижности доменной границы от времени отжига. Кривыеполевых зависимостей скорости движения доменной границы, представленные на рисунке 5.7аимеют различные диапазоны полей (различные поля переключения и поля, при которыхреализуется многодоменное состояние). Величина поля, для которого наблюдается наиболееколичество кривых полевых зависимостей скорости движения доменной границы является 79А/м.
Однако поле переключения неотожженного образца микропровода больше указаннойвеличины поля. Поэтому построим две прямые – одну, соответствующую H=79 А/м, а вторуюаппроксимирующую прямую для кривой полевой зависимости скорости движения доменнойграницы неотожженного микропровода, и найдем их пересечение. Это даст возможностьоценить потенциальную величину скорости движения доменной границы неотожженногомикропровода при величине внешнего магнитного поля 79 А/м.
Это говорит о том, что100уменьшение амплитуды напряжений впоследствии отжига оказывает более значительныйэффект, чем одновременно изменяющаяся величина коэффициента магнитострикции.График полученной зависимости скорости движения доменной границы микропроводаFe74B13Si11C2 (d/D=18,8/23=0,82) при величине магнитного поля 79 А/м представлен на рисунке5.8а.
Как видно из графика, несмотря на различие в величинах скорости, кривые длямикропроводов состава Fe74B13Si11C2 с d/D=0,76 и d/D=0,82 имеют схожий вид. То же самоеможно сказать и про зависимости подвижности доменной границы от времени отжигамикропровода. Следовательно, сделанный ранее вывод о том, что увеличение подвижностидоменной границы и ее скорости вследствие отжига происходит за счет релаксации внутреннихмеханических напряжений, можно распространить на всю группу микропроводов на основежелеза, имеющих большой положительный коэффициент магнитострикции.Рис.5.8 а) Зависимость скорости движения доменной границы от времени отжига микропроводапри температуре 300℃ при фиксированной величине магнитного поля 79 А/м длямикропроводов состава Fe74B13Si11C2 с различными соотношениями d/D, б) Зависимостиподвижности доменной границы от времени отжига для микропроводов состава Fe74B13Si11C2 сразличными соотношениями d/D, отожженных при температуре 300℃.Дополнительные исследования по определению влияния отжига при температуре 300℃надинамикудвижениядоменнойграницысизмерениемвеличиныкоэффициентамагнитострикции для микропроводов с околонулевой положительной магнитострикцией былипроведены на двух микропроводах.
Одним из выбранных микропроводов был ранее ужеисследованный микропровод состава Co56.8Fe6.2Ni10B16Si11 с геометрическими параметрамиd/D=9/24=0,38, вторым был микропровод того же состава, но имеющий отличныегеометрические параметры: d/D=23,7/28,8=0,82.На рисунке 5.9 представлены график с полевыми зависимостями скорости движениядоменной границы одного из дополнительно исследованных микропроводов (Рис. 5.9а) и101график зависимости величины коэффициента магнитострикции от времени отжига для обоихисследованных микропроводов состава Co56.8Fe6.2Ni10B16Si11 с d/D=0,38 и d/D=0,82 (Рис.
5.9б).Тенденции изменения полевых зависимостей скорости движения доменной границы длямикропровода состава Co56.8Fe6.2Ni10B16Si11 совпадают независимо от его геометрическихпараметров. Из этого можно сделать вывод, что более значимым фактором, определяющимповедение динамики движения доменной границы в микропроводах является величинакоэффициента магнитострикции, которая в первую очередь зависит от состава металлическойжилы микропровода.Рис.5.9 а) Полевые зависимости скорости движения доменной границы микропровода составаCo56.8Fe6.2Ni10B16Si11 (d/D=9/24=0,38) для различных времен отжига при температуре 300℃,б) Зависимость величины коэффициента магнитострикции микропроводов составаCo56.8Fe6.2Ni10B16Si11 с различными геометрическими параметрами от времени отжига притемпературе 300℃.Для наглядного представления изменений в динамике движения доменной границывследствие отжига на рисунке 5.10 представлены графики зависимости скорости движениядоменной границы при фиксированной величине внешнего магнитного поля и подвижностидоменной границы от времени отжига для двух образцов микропроводов составаCo56.8Fe6.2Ni10B16Si11 с геометрическими параметрами d/D=9/24=0,38.
Черная кривая повторяетрезультаты отжига образца микропровода при 300℃, представленные на рисунках 5.3б) и 5.4б)– образец №1, а красная кривая иллюстрирует результаты исследования, полученные в ходедополнительного исследования, где к исследованию полевых зависимостей скорости движениядоменной границы после каждого отжига было добавлено исследование коэффициентамагнитострикции – образец №2.102Рис.5.10 а) Зависимость скорости движения доменной границы от времени отжигамикропровода при температуре 300℃ при фиксированной величине магнитного поля 130 А/мдля двух образцов микропровода состава Co56.8Fe6.2Ni10B16Si11 с соотношением диаметровd/D=9/24=0,38, б) Зависимости подвижности доменной границы от времени отжига для двухобразцов микропровода состава Co56.8Fe6.2Ni10B16Si11 с соотношением диаметров d/D=9/24=0,38,отожженных при температуре 300℃.Величина коэффициента магнитострикции возрастает при увеличении времени отжигадля микропроводов состава Co56.8Fe6.2Ni10B16Si11 независимо от геометрических параметров,полученныерезультатыаппроксимируютсяпрямой.Причинойростакоэффициентамагнитострикции служит релаксация внутренних механических напряжений.
Так как отжигмикропровода на основе FeCoNi приводит к уменьшению подвижности доменной границы и еескорости, и при этом наблюдается рост коэффициента магнитострикции, то можно сделатьвывод, что в случае микропроводов с околонулевым положительным коэффициентом динамикадвижениядоменноймагнитострикции.границыДанныйчувствительнавыводхорошокизменениямсогласуетсякабсолютнойрезультатамвеличиныисследованиямагнитострикционных и магнитных свойств, описанных в Главе 3, а именно с тем, что в случаемикропровода с околонулевым коэффициентом магнитострикции, изменение величины и/илираспределения внутренних механических напряжений оказывает значительный эффект на самкоэффициент магнитострикции (его абсолютное значение и знак), а, следовательно, и намикромагнитную структуру и магнитные свойства.Таким образом, в ходе исследования влияния отжига на динамику движения доменнойграницы удалось установить, что в случае микропроводов с большим положительнымкоэффициентом магнитострикции термообработка ведет к увеличению подвижности доменнойграницы и скорости ее движения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
