Автореферат (1103629), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Былиизмерены зависимости δ(Н, L)/δS ∝ М(Н, L)/МS (где δS – значение ЭЭК приМ = МS, МS – намагниченность насыщения), что позволило получитьинформацию о локальных магнитных свойствах и микромагнитнойструктуре изучаемых образцов.На рис. 1 приведены типичные локальные приповерхностные петлигистерезиса, наблюдаемые для микропроволок фиксированного диаметра,но различной длины в магнитном поле, приложенном вдоль длиныпроволок параллельно поверхности изучаемого микроучастка. Из рисунка 1можно видеть, что в аксиальном магнитном поле изучаемые образцы имеютбезгистерезисные петли, характеризующиеся линейной зависимостьюнамагниченности от величины магнитного поля.
В поперечномотносительнодлиныобразцаполенаблюдалисьпрактическипрямоугольныепетлигистерезиса.Согласносуществующимпредставлениям, линейная зависимость намагниченности от величиныприложенного магнитного поля и прямоугольная петля гистерезисасвидетельствуют о перемагничивании образцов, соответственно, вдольтрудной и легкой оси намагничивания.
В данном случае из-за аксиальнойсимметрии образцов легкая ось намагничивания совпадает с круговымнаправлением.Отличие кривых намагничивания для микропроволок разной длиныобусловлено влиянием макроскопического размагничивающего поля намагнитные свойства.81,012M///MS0,50,0-0,5-1,0-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50H (Oe)Рис. 1. Типичные локальные петли гистерезиса, наблюдаемые в аксиальноммагнитном поле в центральной части микропроволоки диаметром 10 мкм.Петли 1 и 2 были измерены для образцов длиной 15 и 10 мм,соответственно.На рис. 2 приведены типичные распределения тангенциальныхкомпонент намагниченности, параллельной (М//) и перпендикулярной (М⊥)аксиально приложенному внешнему магнитному полю, наблюдаемые вцентральной части микропроволок вдоль ее длины L.
Зависимости М//(L) иМ⊥(L) были соответственно измерены в поперечной и продольнойконфигурациях (поле Н параллельно длине микропроволоки L исоответственно перпендикулярно и параллельно плоскости падения света).Предварительные измерения показали, что в случае синусоидальногомагнитного поля первая гармоника магнитооптического сигнала,пропорционального М⊥, равна нулю. Отличный от нуля сигнал δЭЭК ∝ М⊥был получен при однополярном синусоидальном перемагничиваниимикропроволоки.
Для единообразия зависимости М⊥(L) и М//(L),приведенные на рисунке 2, были измерены при перемагничивании образцас помощью однополярного синусоидального магнитного поля.90.410.3M/MS0.230.120.0-0.1-0.20102030L (µm)4050Рис.2.Типичныераспределениятангенциальныхкомпонентнамагниченности, параллельной (кривая 1) и перпендикулярной (кривые 2 и3) внешнему магнитному полю, приложенному вдоль длинымикропроволоки L. Кривые 1, 2 и 3 были измерены в центральной частимикропроволоки диаметром 10 мкм и длиной 15 мм при однополярномсинусоидальном магнитном поле Н = 8 Э (1 и 2) и 10 Э (3).Из рисунка 2 видно, что компонента М// имеет один и тот же знаквдоль L, а М⊥ является знакопеременной. Выполненный нами анализмагнитооптических сигналов показал [10], что такое распределениенамагниченности возможно в том случае, если в изучаемыхмикропроволоках существуют приповерхностные круговые домены с ±90округовой ориентацией намагниченности относительно длины образца, приэтом перемагничивание микропроволок в аксиальном магнитном полеосуществляется в основном за счет вращения локальных векторовспонтанной намагниченности.Далее, приповерхностная доменная структура микропроволок былаизучена с помощью магнитооптического контраста.
В этом случае былиспользован меридиональный эффекта Керра (МЭК). Микропроволокабыла расположена перпендикулярно плоскости падения света, а МЭК был10пропорционален компоненте намагниченности, перпендикулярной длинемикропроволоки L. Для изучаемых микропроволок наблюдались четковыраженные светлые и темные полосы, перпендикулярные длине L, чтосвидетельствовало о существовании в приповерхностной области круговыхдоменов (см. рис. 3). Аналогичные картины были получены для всехизучаемых образцов. Анализ этих данных показал, что размер полос(соответственно круговых доменов) зависит от длины и диаметрамикропроволок.Рис. 3.
Доменная картина, наблюдаемая с помощью магнитооптическогоконтраста для микропроволок диаметром 50 мкм (а) и 20 мкм (b) в нулевоммагнитном поле. Длина образцов равна 15 мм.Заслуживающимособоговниманияявляетсятотфакт,чтомагнитооптический контраст становился слабее, а затем полностью исчезалпри повороте микропроволоки от поперечной ориентации к продольнойотносительно плоскости падения света.
Этот результат былдополнительным подтверждением наличия приповерхностных круговыхдоменов с ±90° ориентацией намагниченности в соседних доменах.Ширина круговых доменов W была определена по расстоянию междунулевыми значениями на знакопеременных кривых М⊥(L) и из доменныхкартин, наблюдаемых для микропроволок.
Было найдено, что величина Wувеличивается с ростом диаметра микропроволок и уменьшается суменьшением ее длины.11Результаты исследования влияния растягивающих напряжений σ намагнитные характеристики и ММС микропроволок свидетельствовали озаметном изменении изучаемых свойств под действием растягивающихнапряжений σ, приложенных вдоль длины микропроволоки. Былоустановлено, что с ростом значений σ поле насыщения HS увеличивается, аначальная магнитная проницаемость µ уменьшается (см. рис. 4).1.0µ ο (σ = 0)µ/µ o0.80.6210.40102030σ (MPa)40Рис. 4.
Зависимости приведенной начальной магнитной проницаемости µ/µ0от величины растягивающих напряжений σ, полученные длямикропроволок длиной 15 мм с диаметром 10 и 30 мкм (кривые 1 и 2,соответственно). Здесь µ0 – значение µ при σ = 0.Обнаруженное увеличение HS и уменьшение значений µ/µ0 с ростом σбыло объяснено усилением круговой магнитной анизотропии, чтохарактернодляобразцов,имеющихотрицательноезначение-7магнитострикции λS (в изучаемых образцах λS порядка -2×10 ). Отличиекривых µ/µ0(σ) для микропроволок разного диаметра обусловленовлиянием макроскопического размагничивающего поля на локальныемагнитные свойства. Было также установлено, что растягивающиенапряжения оказывают влияние и на приповерхностную микромагнитнуюструктуру микропроволок.
Анализ распределений намагниченности М⊥(L),показал, что ширина круговых доменов уменьшается под влиянием12растягивающих напряжений. В частности, для микропроволоки диаметром10 мкм и длиной 15 мм ширина кругового домена W при σ = 0 и 15 MПaбыла соответственно равна 8 и 6 мкм. Этот результат хорошо согласуется срасчетами, выполненными в теоретической работе [11], и объясняетсяусилением магнитной круговой анизотропии.В 3.2 приведены результаты исследования влияния термическойобработки на микромагнитную структуру и локальные магнитные свойстваFe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 (FINEMET) аморфных проволок диаметром 120 и 10мкм и лент того же состава. На рис. 5 приведены типичные локальныекривые намагничивания М||(Н)/МS, наблюдаемые на различныхприповерхностных микроучастках Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 аморфной проволокидиаметром 120 мкм до и после термической обработки.
Локальные кривыенамагничивания и локальные петли гистерезиса были измерены с помощьюЭЭК при сканировании светового пятна диаметром 20 мкм вдоль длиныобразцов L. Из рисунка 5 можно видеть, что локальные кривыенамагничивания исходной проволоки сильно различаются. Анализлокальных петель гистерезиса показал, что в исходной проволокесуществует разброс локальных значений коэрцитивной силы НС и полянасыщения НS. В частности, величины НС и НS изменяются соответственноот 0.3 до 0.4 кА/м и от 3.5 до 5 кА/м. Неоднородность локальныхмагнитных свойств исходной проволоки была объяснена дисперсиеймагнитной анизотропии, которая, согласно существующим данным [12, 13],является характерной особенностью материалов, приготовленных закалкойрасплава на быстровращающемся барабане.Здесь следует указать, что результаты рентгеноструктурного анализапоказали, что термическая обработка изучаемой микропроволоки притемпературе Т = 500, 550 и 600 ºС в течение 1 часа привела к появлению вотожженных образцах нанокристаллической структуры с размеромнанокристаллитов 20 -25, 10 -12 и 15 -18 нм, соответственно.
Как видно изрисунка 5, образование нанокристаллических фракций сопровождаетсяулучшением магнитных свойств и значительным повышением иходнородности.131,000,750,75M///MSM///MS1,000,500,250,25As-cast wire0,0012 3 4H (kA/m)01,001,000,750,750,500,25OTannel. = 500 C0,005M///MSM///MS00,50150,500,25Tannel = 550o C234H (kA/m)Tannel = 600o C0,000,0001234H (kA/m)051234H (kA/m)5Рис. 5.
Типичные локальные кривые намагничивания M||/MS(H) дляразличных приповерхностных участков Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 аморфнойпроволоки диаметром 120 мкм до и после термической обработки.Было найдено, что в результате отжига при Т = 500, 550 и 600 °Сзначение НС уменьшается соответственно примерно в 1.5; 3 и 2 раза, аначальная магнитная проницаемость µ увеличивается примерно в 2; 5 и 4раза. При этом изменение локальных значений НС и µ, измеренных дляразличныхприповерхностныхмикроучастков,непревышает5-7%.Улучшение локальных магнитных свойств аморфных проволок в результате14термической обработки можно объяснить изменением магнитоупругойанизотропии, величина которой зависит от магнитострикции и внутреннихнапряжений, индуцированных в процессе изготовления проволок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
