Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 43
Текст из файла (страница 43)
3. Точные количественные методы исследований аморфных ферромагнетиков, содержащих не более одного магнитного компонента. Аморфные сплавы во многих отношениях подобны стеклам и металлическим расплавам. Их получают из расплавов быстрым изменением геьтературы нли давления. В некотором диапазоне температур (давлений) происходит структурное стеклование, т. е. переход от свойств и закономерностей жидкости к свойствам и закономерностям твердого состояния. При таком переходе меняются объем, энтальпия и физические свойства. На рис.
7.1, а приведена зависимость объема от температуры для диэлектриков (штриховая и штрихпунктирная линии) и проводя~иих (сплошнаа линия) материалов в жидком, кристаллическом и стеклообразном состояниях. Охлаждение расплава с некоторой достаточно большой, ио конечной скоростью со.
провожлается увеличением времени релаксации жидкости, и при некоторой температуре Тг начинается отставание изменений в структуре от изменений температуры. Жидкость становится неравновесной, дальнейшее ее охлаждение приводит к тому, что при некоторой температуре Т~ изменения в структуре прекращаются вообще. Обласп температур Т, — Т, составляет область стеклования расплавов, где Тг н 7~в ее верхняя и нижняя границы соответственно. Температура Тг условно считаегси температурой стеклования, а 7' — температурой плавления. Свойства аморфных сплавов зависят толька от скорости охлаждения при их получении и температуры.
В частности, Т„тем выше, чем больше скорость охлаждения. При стеклсвании (или при нагревании-размягчении) резко меннипея (рис. 7.1, б, а) теплоемкосгь Са и вязкость ть что позволяет говорить о стекловании как о фазовом переходе второго рсха. Однако принципиальноеотличиесостоитвтом, что переход жидкость — стекло не меняет шепень упорядоченности структуры, изменяет равновесную структуру на неравновесную и павышаст температуру стеклования при увеличении скорости охлаждения.
Особенностью металлических и аморфных сплавов является малое различие в объемах кристаллических и аморфных состояний. У неталлических стекол можно наблюдать обратимый переход жидкость — спкло, который определяют по гяменению вязкости или удельной теплсемкости. Скачок теплоемкости при Тх сопровождается резким увеличением вязкости. Возможность обратимого изменения этих величин означает, что металлические стекла могут быть переведены в состояние переохлажденной жидкости без ее кристаллизации, и что атомная структура аморфных сплавов определяется атомной структурой жидкости. Однако нагревание аморфных сплавов может сопро.
вождаться релаксацией структуры в сторону повышения ее равновесности. Процесс релаксации зависит ог скорости нагрева и его конечной температуры, а также от времени. Г! оэтому процессы термической обработки, связанные с достижением оптимальных физических свойств аморфных сплавов, целесообразно проводить при температурах ниже, чем температура стеклования. Рекристаллизация аморфных 148 Аморфные магнитные материалы (равд. 7] а) сплавов начинается при температуре Тн лишь немного превышающей Ть. Физические свойства аморфных сплавов повышаются благодаря отсутствию кристаллической структуры, межзеренных границ н уменьшению числа дефектов, в результате чего возрастают износостойкость и коррозионная стойкость, прочность н магнитные свойства.
Индукция насыщения в основном понижается за счет увеличения в сплавах содержания немагнитных компонентов. 7.2. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНЫХ СПЛАВОВ Кош!енсацня паров металлических сплавов. Прн этом способе расплав нагревают дотемпервтуры испарения и направляют полученный поток пара на подложку, охлажденную дь> температуры жидкого азота или гелия. Конденсацией пара в вакууме прн давлении !О '...10 ы Па получают различные магнитные сплавы н некоторые метвплы в аморфном состоянии, например Ее, Со, )(1, Мп и др. Скорость напыления 5-10 'ь м/с, а толщина напыляемых пленок до 1 мкм. Устойчивое аморфное состояние у чистых металлов наблюдается лишь при ннзких температурах, меньшнх чем 77 К. Высокоскоростное нонне-плазменное распыление.
Прн этом сппсобе ионы инертных газов, имеющие высокую энергию, распыляют приповерхносгные слои специальных мишеней, после чего атомы мишени принудительно осаждают на интенсивно охлаждаемую подложку. Способ эффективен для получения аморфных пленок нлн покрытий, обладаег высокой производительностью (до 0,02 мкм/с) и позволяет получать покрытия толщиной до 5 мм. Ионноплазменным распылением были получены аморфные пленки химических составов 5пьСоь, 5шьСоо, 5пы(Соь.тьреьхь) и, 5гпь(Соь,ьь Ееь.ьь —.Мп.) и, ЕеььВю, Ее — Еб — Сг — В и др.
Электрол итнческое и кимическое оса ждение. Способы осаждения позволяют получать аморфные слои толщиной до 0,2 мм. Прн элекгролнтическом осаждении подбирается необходимый состав электролита и шютность тока. Этим способом были получены аморфные покрытия Со<ге,Рн где х=17...22 Я, а также Соьь)((ыРьь- Химическое ссажденне осуществляется управляемым автокаталитяческнм процессом без подвода электрического тона. В процессе поддерживается постоянной кислотность рН и температура реактива. Этим способом были получены аморфные пленки сплавов Соььь .,Р„где х=б.
9 ~р, а также пленки сплава )((ььРы. Рис. 7.2. Схемы устройств быстрой закалки расплава: а — на внутренней поверхности цилиндра; б — между вращающимися валикамн; а — на внешней поверхности цилиндра Основными недостатками обоих способов являются большая продолжительность процессов, их малая производительность, порисгость н структурная неоднородность получаемых покрытий, а также необходимость тщательного подбора электролитов и контроля процессов. Быстрая закалка металлических расплавив.
Проиесс представляетсобой способ непрерывного литья тонких лент, фольг н проволокн. Основные способы получения аморфных сплавов 149 6 7.2! Таблица 7.!. Физические свойства металлических стекол Температура христаллизаини при скорости иагрева 0,5 К/с Временое сопротивление разрыву, МПа Микро- тверность, МПа Удельное Темпера- сопротив- тура ление р, Кюри зх, мкОм-и 'С Плс г- ность д, Мг/м Марка 45НПР-А 85КСР-А 44НМР-А 94ЖСР-А !ОНСР 24КСР 7350 5330 1О 290 10 090 7350 7340 7,5 6,0 7,3 7,3 7,5 1,4 1,3 1,6 1,25 1,3 1,25 250 430 350 370 430 550 412 500 410 460 520 490 1700 3100 1300 700 В этом способе расплав выдавливают небольшим избыточным давлением нейтрального газа из кварцевого или керамического тигля на вращающуюся металлическую поверхность, интенсивно отводящую теплоту.
Поверхность может быть выпуклой или вогнутой формы. Средняя скоросгь охлаждения выливаемой струи расплава 10"...10з К/с, толщина получаемых лент !О..!00 мкм. Линейная скорость вращения 20...50 м/с. Возможны различные варианты технического осуществления способа быстрой закалки расплава (рис. 7.2]: 1. Калиброванная по форме и расходу струя расплава выдавливается на внутреннюю поверхность вращающегося медного илн стального цилиндра (рис.
7.2, а). Сила инерции прижимает струю к поверхности охлаждения, обеспечивая надежный тепловой контакт, в процессе которого обеспечивается скорость охлаждения!Оз К/с. Этот способ удобен для получения лент, используемых в исследовательских целнх, когда не лнмитируется изменение толщины получаемых лент и несущественна их винтовая деформация. 2. Дозированная струя расплава подается между двумя вращающимися валками, оказывающими небольшое давление друг на друга (рис. 7.2, б), в результате чего образуется полоса.
Этот процесс имеет преимущество двустороннего охлаждения с хорошим поверхностным контактом, но трудноуправляем. Расплав может затвердевать либо слишком рано, либо слишком поздно. Кроме того, время охлаждения меньше, чем в предыдущем случае, поэтому этот способ применяют для получения из расплавов тонких полос с мелкокристаллической структурой. 3.
Калиброванную струю расплава подакгг на внешнюю поверхность цилиндра (рис. 7.2, а). При оптимально подобранных режимах перенос теплоты от расплава к цилиндру происходит в три-десять раз быстрее, чем перенос импульса, поэтому расплав затвердевает раньше, образуя ленту, чем последняя отрывается от поверхности силой инерции. В настоящее время это основной способ промышленного получения лент с аморфной нли мел кокр исталл ической структурой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
