Исследование магнитных свойств и приповерхностной микромагнитной структуры Fe- и Co-обогащенных аморфных лент и микропроволок (1103166)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВАФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТНа правах рукописиМельников Виталий АлександровичИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ИПРИПОВЕРХНОСТНОЙ МИКРОМАГНИТНОЙСТРУКТУРЫ Fe- и Со-ОБОГАЩЕННЫХ АМОРФНЫХЛЕНТ И МИКРОПРОВОЛОКСпециальность 01.04.11 – физика магнитных явленийАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукМосква – 2009Работа выполнена на кафедре магнетизма физического факультетаМосковского государственного университета им. М.В. ЛомоносоваНаучный руководитель:доктор физико-математических наук,профессор, Е.Е.
ШалыгинаОфициальные оппоненты:доктор физико-математических наук,профессор А.С. Андреенкодоктор физико-математических наук,профессор Ю.Г. РудойВедущая организация:Институт металлургии и материаловеденияим. А.А. Байкова РАН, г. Москва, Ленинскийпроспект, 49.Защита состоится «___» июня 2009 года в ______ часов на заседанииДиссертационного Совета Д 501.001.70 физического факультетаМосковского государственного университета им.
М.В. Ломоносова поадресу: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, д.1, стр.35, конференц-залЦентра коллективного пользования физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультетаМГУ им. М.В. Ломоносова.Автореферат разослан «___» мая 2009 года.Ученый секретарьДиссертационного Совета Д 501.001.70,доктор физико-математических наук,профессор2Г.C. ПлотниковОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темыНесмотря на то, что аморфные магнитные материалы были открытыболее сорока лет назад, интерес к исследованию их структурных,магнитных и кинетических свойств не ослабевает и по настоящее время.Исследованиеприповерхностноймикромагнитнойструктуры(равновесного распределения намагниченности) и магнитных свойств Fe- иCo-обогащенных аморфных материалов, изготовленных в виде лент имикропроволок, заслуживает особого внимания как с точки зрения решенияфундаментальных проблем физики магнитных явлений, так и прикладныхзадач.
Наибольшее практическое применение Fe- и Co-обогащенныеаморфные ленты и микропроволоки получили в качестве сенсорныхэлементов при изготовлении высокочувствительных датчиков магнитныхполей, напряжений, низкого давления и деформаций. При этом областьприменения указанных материалов непрерывно расширяется.Недавно новый класс нанокристаллических магнитных материаловбыл получен методом контролируемой кристаллизации расплавленногоаморфного FeCuNbSiB прекурсора [1, 2]. Эти материалы вызвали большойинтерес благодаря уникальным магнитным, механическим и кинетическимсвойствам.
Полученные в дальнейшем сплавы FeMB с M: Zr, Ta, Mo или Nb(NАNOPERM) имели более простой состав и исключительныемагнитомягкие свойства даже по сравнению с выше указанным сплавом [2,3]. Объемные магнитные характеристики FeMB (и, в частности, FeNbB)соединений были изучены с помощью различных экспериментальныхметодов (см., например, [2]). Было обнаружено, что после отжига втемпературной области 200-800 ºС они ведут себя как материалы с двумяферромагнитными (аморфной и нанокристаллической) фазами. Вместе стем анализ существующих данных показал, что приповерхностныемагнитные свойства и микромагнитная структура (равновесноераспределение намагниченности) FeNbB материалов не изучалась.3Известно, что важную роль в формировании магнитных характеристикмагнитных материалов играет их поверхность.
Таким образом,исследование приповерхностных магнитных свойств вышеуказанныхсплавов с целью получения совершенных магнитомягких материалов,безусловно, представляет интерес. Вообще говоря, поиск новых,перспективных для различных практических приложений материалов,непрерывно продолжается. В связи с этим нами было также выполненокомплексное исследование приповерхностной микромагнитной структурыи магнитных характеристик аморфных Co- и Fe- обогащенных сплавовсложного состава, характеризующихся различающимися, но близкими кнулю значениями магнитострикции, а также изучению влияниятермической обработки на указанные выше свойства.Кроме того, в последнее время уделяется большое вниманиеизучению физических свойств нанокомпозитных микропроволок,состоящих из проводящей внутренней сердцевины и магнитомягкойвнешней оболочки. Микронные размеры этих материалов обуславливаютих широкое применение в миниатюризированных устройствах современноймикроэлектроники.
В частности, они применяются в качествевысокочувствительных датчиков магнитных полей, функциональныеособенности которых основаны на использовании магнитополевойзависимости гигантского магнитоимпеданса (ГМИ), обнаруженного ваморфных, нанокристаллических и нанокомпозитных материалах. Известно[4], что амплитуда ГМИ в тонких магнитных пленках, аморфных инанокристаллических лентах и проволоках сильно зависит от ихприповерхностной микромагнитной структуры. Анализ существующихданных показал, что приповерхностная микромагнитная структуракомпозитных проволок практически не изучалась.Наиболее эффективным и оперативным методом исследованияприповерхностной микромагнитной структуры магнитных материаловявляется магнитооптический метод, основанный на использованииэффектов Керра.
С помощью магнитооптических эффектов можно получить4информацию о магнитных характеристиках приповерхностного слоя,толщина которого определяется «глубиной проникновения света в среду»,tпр. Величина tпр. определяется из соотношения: tпр.=λ/4πk, где λ – длинаволны падающего света, а k – коэффициент поглощения среды.Магнитооптические методы могут быть также использованы принаблюдении приповерхностных доменных структур и их изменений поддействием различных внешних воздействий, таких как магнитное поле,растягивающие и сжимающие напряжения, нагрев за счет проходящегочерез образец тока.
Магнитооптический метод исследования магнитныхматериалов является одним из немногих методов, которые можноиспользовать в широкой области магнитных полей и температур.Цель работы состояла в исследовании магнитных свойств иприповерхностной микромагнитной структуры Fe- и Со-обогащенныхаморфных лент и нанокомпозитных NiFe/Cu и 81NMA/Nb микропроволок, атакже в изучении влияния технологии получения и термической обработкиуказанных материалов на их магнитные свойства.Научная новизна работы состоит•в обнаружении в отожженных образцах FeNbB лент инвертированныхпетель гистерезиса.•в обнаружении особенностей локальных магнитных свойств,процессов перемагничивания и приповерхностной микромагнитнойструктуры, Fe- и Со-обогащенных аморфных лент;•в обнаружении особенностей локальных магнитных свойств,процессов перемагничивания и приповерхностной микромагнитнойструктуры нанокомпозитных NiFe/Cu и 81NMA/Nb микропроволок;•в обнаружении сильного влияния отжига на магнитные свойства Fe- иСо-обогащенных аморфных лент и микропроволок;•в установлении зависимости приповерхностных магнитных свойствNiFe/Cu проволок от толщины магнитной оболочки;Практическая значимость: результаты работы позволяют датьнаучно обоснованные рекомендации получения аморфных лент и5микропроволок с магнитными свойствами, требуемыми для их дальнейшегопрактического применения.Основные результаты диссертации, выносимые на защиту:1.Впервые для гетерогенных (нанокристаллических/аморфных) FeNbBсплавов обнаружены полностью и частично инвертированныеприповерхностные петли гистерезиса.2.Установлены особенности приповерхностной микромагнитнойструктуры и магнитных свойств Fe- и Co-обогащенных аморфныхлент, а также нанокомпозитных NiFe/Cu и 81NMA/Nbмикропроволок.3.ДоказаносуществованиевнанокомпозитнойNiFe/Cuмикропроволоке приповерхностных круговых доменов примерно с±80-градусной ориентацией намагниченности в соседних доменахотносительно длины образца.4.Найдено, что значение поля насыщения HS увеличивается, а ширинакругового домена d уменьшается с ростом концентрации железа CFe вслое нанокомпозитных NiFe/Cu микропроволок.5.Обнаружена зависимость приповерхностных значений полянасыщения HS от толщины пермалоевой оболочки композитныхNiFe/Cu проволок.6.Обнаружено сильное влияние отжига на магнитные свойстваизучаемых Fe- и Со-обогащенных аморфных лент и микропроволок.Достоверностьполученныхрезультатовобеспеченаиспользованием тестированных образцов, проведением многократныхизмерений кривых намагничивания и петель гистерезиса при определениимагнитных характеристик исследуемых материалов, контролем в процессеэксперимента шумов и наводок, углубленным рассмотрением физическихявлений и процессов, определяющих магнитные свойства изучаемыхобразцов, и сравнением полученных результатов с известными в литературеэкспериментальными и теоретическими исследованиями.6Личныйвкладдиссертантасостоитвмодернизациимагнитооптической установки, в проведении исследований магнитныхсвойств изучаемых материалов, в проведении анализа полученныхэкспериментальных результатов.Апробация работы.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
