Диссертация (1102846), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Причиной является релаксация внутренних механических103напряжений, которая играет доминирующую роль несмотря на изменения величиныкоэффициентамагнитострикции.Есликоэффициентмагнитострикциимикропроводаположительный, но с околонулевым значением, то динамика движения доменной границытакогомикропроводаболеечувствительнакабсолютномузначениюкоэффициентамагнитострикции. А потому рост величины коэффициента магнитострикции, происходящийвследствие релаксации внутренних механических напряжений после отжига, приводит кснижению подвижности доменной границы и, как следствие, уменьшению скорости движениядоменной границы.5.2 Эффект термического отжига при различных температурах и временах сприложенными механическими напряжениямиВ предыдущем пункте было исследовано влияние отжига на динамику движениядоменной границы микропропроводов, которые имели свойство магнитной бистабильности втом состоянии, в котором они находились сразу же после изготовления.
Однако, как показалирезультаты, описанные в Главе 3, пункте 3.3, микропровода могут приобрести магнитнуюбистабильность вследствие отжига. Причиной этому является релаксация внутреннихмеханическихнапряжений,приводящаякизменениювеличиныкоэффициентамагнитострикции в сторону положительного знака (то есть увеличение абсолютного значениядля положительного коэффициента магнитострикции и уменьшение абсолютного значенияи/илисменазнаканаположительныйвслучаеотрицательногокоэффициентамагнитострикции), и как следствие, значительное увеличение аксиально намагниченного керна.В случае, когда аксиально намагниченный керн занимает большую часть объема металлическойжилы,предпочтительнымспособомперемагничиваниястановитсяперемагничиваниепосредством распространения доменной границы вдоль оси микропровода.Динамикадвижениядоменнойграницывмикропроводахсприобретеннойбистабильностью может иметь свои особенности.
Это связано с тем, что на периферии такогомикропровода расположена не радиальная, а циркулярная доменная структура, так какизменение знака коэффициента магнитострикции приводит к увеличению аксиальнонамагниченного керна, но не к переориентированию магнитных моментов на периферии.
Вовторых, коэффициент магнитострикции такого микропровода очень мал по абсолютномузначению, что должно способствовать наличию достаточно большой подвижности доменнойграницы. Кроме того, уменьшенные вследствие отжига внутренние механические напряжениятакже содействуют высоким подвижности и скорости движения доменной границы.104Влияние параметров отжига на динамику движения доменной границы в микропроводахс приобретенной бистабильностью изучалась на микропроводах с металлической жилой,изготовленной из сплава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, и имеющего геометрические параметрыd/D=17/23,6=0,72 [125, 126, 127, 136-139].
Изначально (до отжига) микропровод имелотрицательный коэффициент магнитострикции и S-образную петлю гистерезиса. Подробнорезультаты исследования влияния отжига в том числе и с внешними приложенныминапряжениями на магнитные свойства микропровода изложены в Главе 3, пункте 3.3.Перед исследованием полевых зависимостей скорости движения доменной границымикропровода отжигались в течение различного времени при температурах 200, 300 и 350℃.Диапазон времени отжига составил от 1 до 60 минут.
Также изучалось влияние растягивающихаксиальных напряжений, приложенных во время отжига, что может приводить к изменениюанизотропии в микропроводе. Поэтому микропровода отжигались как без приложения как-либовнешних напряжений, так и напряжениями 125 и 250 МПа. После отжига исследовалисьмагнитные свойства микропровода и в случае магнитной бистабильности проводилисьизмерения скорости движения доменной границы в зависимости от величины внешнегомагнитного поля.Влияние температуры на полевые зависимости скорости движения доменной границыиллюстрирует рисунок 5.11. На каждом из графиков – а), б) и в) – изображены кривые, снятыепосле отжига микропровода в течение 5 минут без каких-либо дополнительных напряжений ипри приложении напряжений величины 125 и 250 МПа, соответственно.Рис.5.11 Полевые зависимости скорости движения доменной границы микропровода составаCo68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного при разных температурах в течение 5 минут а) безприложения каких либо дополнительных напряжений, б) и в) с приложением растягивающихаксиальных напряжений 125 и 250 МПа, соответственно.105Из рисунка 5.11 видно, что температура отжига имеет отчетливое влияние на динамикудвижения доменной границы – для всех рассматриваемых случаев наличия внешнихмеханических напряжений микропровода, отожженные при температуре 350℃ имеют бо́льшуюскорость движения доменной границы, чем микропровод, отожженный при температуре 300℃.Причем следует отметить, что такую разницу в величине скорости движения доменной границыобуславливает именно более высокая начальная скорость.
Причиной увеличения скоростидвижения доменной границы может являться более высокая скорость релаксации напряженийпри увеличении температуры.Влияние времени отжига определялось для микропроводов, отожженных при трехразличных температурах, 200, 300 и 350℃. При температурах 300 и 350℃ микропроводаотжигались в течение 5 и 60 минут. А в случае температуры 200℃ время отжига варьировалосьот 1 до 60 минут, чтобы детальней отследить изменения в динамике движения доменнойграницы. Результаты исследования динамики движения доменной границы, полученные послеотжига при температуре 300℃ отражены на рисунке 5.12.Рис.5.12 Полевые зависимости скорости движения доменной границы микропровода составаCo68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного при температуре 300℃ в течение 5 и 60 минут а) безприложения каких либо дополнительных напряжений, б) с приложением растягивающихаксиальных напряжений 250 МПа.Для каждой зависимости скорости движения доменной границы от величиныприложенного магнитного поля на рисунке 5.12 дано значение подвижности доменнойграницы.
Видно, что время отжига в первую очередь влияет на подвижность доменнойграницы, в то время как начальные скорости микропроводов, отожженных при 5 и 60 минутахблизки по значению друг к другу. Также не графиках рисунка 5.12 дополнительно106представлены петли гистерезиса микропроводов, на которых исследовались полевыезависимости скорости движения доменной границы. Для микропроводов, отожженных втечение 5 и 60 минут значения полей переключения на петлях гистерезиса относительно другдруга соответствуют значениям полей переключения на кривых полевых зависимостейскоростей движения доменной границы. Так, для микропровода, отожженного без приложениядополнительных напряжений в течение 5 минут величина поля переключения меньше, чем дляотожженного в течение 60 минут микропровода.
А для случая отжига с приложенныминапряжениями 250 МПа, увеличение времени отжига приводит к уменьшению поляпереключения.Описанная выше тенденция для температуры отжига 300℃ наблюдается и приповышении температуры отжига до 350℃. Бо́льшей скоростью движения доменной границыобладают микропровода, отожженные в течение 5 минут по сравнению с теми, что отжигались60 минут (Рис. 5.13).Рис.5.13 Полевые зависимости скорости движения доменной границы микропровода составаCo68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3, отожженного при температуре 350℃ в течение 5 и 60 минут а) сприложением растягивающих аксиальных напряжений 125 МПа, б) с приложениемрастягивающих аксиальных напряжений 250 МПа.Для микропроводов, отожженных при 200℃ без приложения внешних механическихнапряжений, время отжига варьировалось от 1 до 60 минут.
Отжига в течение 1 минуты ведет кпереходному состоянию, когда только часть провода перемагничивается движением доменнойграницы, одна циркулярная часть занимает не меньше половины объема микропровода иперемагничивается когерентным вращением магнитных моментов. В целом петля гистерезисатакого микропровода не прямоугольная, однако на ней можно выделить области,107соответствующие двух магнитных фазам – скачок, соответствующий перемагничиваниюбыстрым распространением доменной границы вдоль оси микропровода и постепенноеувеличение магнитного момента с ростом величины магнитного поля, за которое отвечаетвращение магнитного момента.
Однако, измерение полевой зависимости скорости движениядоменной границы на микропроводе, отожженном в течение 1 минуты, провести не удалосьввиду отсутствия сигнала.На рисунке 5.14а представлена серия полевых зависимостей скорости движениядоменной границы для разных времен отжига, варьирующихся от 2 до 60 минут.Рис.5.14 а) Полевые зависимости скорости движения доменной границы для микропровода,отожженного при 200℃ в течение различного времени состава Co68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3,б) Зависимость поля переключения от времени отжига микропровода составаCo68.7Fe4Ni1B13Si11Mo2.3 при температуре 200℃.При температуре отжига 200℃ время термообработки имеет значительное влияние наособенности динамики движения доменной границы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
