Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 44
Текст из файла (страница 44)
В настоящее время известно свыше 200 систем, в которых получают аморфную структуру закалкой рзсплавсв. Эти системы по характеру межатомной связи, особенностям атомной структуры компонентов сплава и диаграмм состояния разбивают на следующие группы; 1. Сплавы элементов первой и восьмой групп с 20 уг„ атомов немегаллов (51, Ое, 5Ь, Р, С). Все металлические элементы подобны друг другу как по характеру взаимодействия с атомами неметаллов, так и между собой, а диаграммы состояния имеют глубокую звтектику. Аморфные фазы располагаются вблизи эвтектической точки с некоторым смещением в сторону неметаллического компонента.
2. Сплавы на основе редкоземельных элементов Еа, Се, Рг, Иб, Об с металламн нормальной валентности Ай, Ан, Сп, Сга, Гп, 5п, характеризующиеся большей разницей в размерах атомов. При содержании металлических атомов около 20 У' наблюдается глубокая эвтектика. В зависимости от скорости охлаждения получают аморфную или мелкскрисгаллическую структуру, а также метастабильные фазы.
3. Сплавы металлов Т1, Хг, ГЧЬ, Те с Сн, Со и КЬ Для этих сплавов характерно большое различие в размерах атомов компонентов ! иногда более 16 7Ь (ат) ]. ДиаГраммЫ Соетонния сплавов также содержат глубокую эвтектику или же несколько конгруэнтных или инконгруэнтных соединений. Образование аморфной структуры наблюдается только при скоростях охлаждении больших, чем 1О' К/с. 4. Сплавы Те с Ад, Сга, Сп, Хп,диаграммы состояния которых не содержат глубокой эвтекгики, а линия ликзидуса имеет небольшой Аморфные магнитные материалы [равд. 7) наклон со сторпны Те.
Здесь образование аморфной структуры обусловлено ковалентным типом связи. 5. Сплавы, имеющие диаграмму состояния с вырожденной эвтектикой, расположенной со стороны легкоилавкого компонента. Например, спланы синица с 55. 51, Ай и Аи. Область образования аморфной струшуры располагается вдали от эвтектнческой тички, при этом необходимые скорости охлаждеяия составляют 1Оз К/с. Основные физические свойства лыгг, выпускаемых в СССР, приведены в табл.
7.1. 7.3. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ СПЛАВОВ Анизотропия структуры. Считалось, что структура аморфных тел изогропна, поскольку отсутствует кристаллографическая анизотропия. Однако выявление в аморфных сплавах магнитной анизотропии показало ее связь с манрсскопической анизотропией структуры. Последняя возникаег при получении аморфных сплавов всеми способами, ее возникновение обусловлено влиянием силы тяжести, градиентов температуры, неоднородного распределения скоростей движения расплава или осаждения атомов и др.
Аннзотропня атомной структуры возннкаег в процессах получения лент непосредственно перед стеклованием, когда вязкость резко возрастаег. вызывая сдвиговые напряжения и деформации. При этом пары атомов или нх группы располагаются в ссютвегствии с направлением деформации из-за различий в силах химического взаимодействия н размерах атомов. На существование анизотрсции в структуре указывают: вид доменной структуры, коррелирующий с характером растекания расплава перед затвердеванием; независимость анизотропии структуры оттърмической обработки; двойная симметрия в макроскопической анизстропии структуры, ее сложная зависимость от химического состава, не коррелирующая с 7чиМ.. Анизотропия в структуре создает ось легкого намагничивания, расположенную вблизи главной оси ленты.
Особенности образования структурной аниаотропии зависят от технического исполнения метода быстрой закалки расплава. В частности, в лентах, полученных методом прокатки между валками, ось легкого намагничивания направлена поперек ленты, а в лентах, полученных в одновалковой установке, — вдоль главной оси ленты. Энергия структурной аниаотропии сравнима с энергией магнитоупругой анизотропии и составлягт примерно 0,05 Дж/кг.
Аиизптропия остаточных напряжений и особенности доменной структуры. При получении лент возникают сдвиговые напряжения, вызывающие анизотропию магнитоупругого взаимодействия и возникновение оси легкого намагничивания (ОЛН), направленной вдоль максимальных сдвиговых деформаций (при )ч~ О) . Остаточные наприженин сжатия могут достигать 50 МПа. Существование доменной структуры в аморфных сплавах указывает аа то, что обменное взаимодействие в них сильнее локаньных полей анизотропии, связанных с изменениями композиционного и типологического ближнего порядка. Основные признаки доменной структуры в сплавах с константой магнитострикции, отличной от нуля, следующие: 1.
Полосовые, иногда сигарообразные, домены с волнистыми или относительно прнмыми границами, в которых векторы намагниченности антипараллельны и лежат в плоскости лент. Ширина доменов 1О ..!00 мкм, длина 200...500 мкм. Вектор намагниченности доменов отклонен ог главной сои ленты, а угол отклонения увеличивается к ее краям. Полосовые домены могут располагатьсн нормально к главной оси по всей ширине ленты. Термический отжиг в зависимости ог химического состава сплава либо слабо влияет на доменную структуру, либо увеличиваег число границ доменов, расположенных вдоль главной оси. 2. Лабиринтная доменная структура, отражающая существование областей с магнитоупругой энергией, ориентирующих векторы намагниченности поперек плоскости лент. 3. Звездообразная доменная структура, вызванная неоднородным распределением напряжений. Особенности доменной структуры зависят от технологии получения лент.
Соотношение объемов полосовых и лабиринтных доменов в большинстве случаев определяют гистерезисные свойства аморфных сплавов. Обычно, чем больше объем полосовых доменов, тем выше и „„и В. и тем меньше Н,. Для и, такой зависимости нег, начальная проницаемость тем больше, чем больше объем областей с поперечной намагниченностью. На доменную структуру влияют растягивающие напряжения в ленте. В неотожженных сплавах магнитная анизотропия связана с энергией магнитоупругого взаимодействия и определяется остаточными напряжениями и Х,.
Поэтому внешними силами можно навести магнитоупругу1о анизотропию. Магнитная анизотропия, индуцированная термическим отжитом в магнитном пине. Этот вид макроскопической магнитной анизотропии получают обработкой при температурах ниже точки Кюри. В зависимости от напранления приложенного стационарного магнитного поля ОСновные свойства алорфныг сплавов А/и 5,2 г,б Тл 4[0 000 005 0,04 50 050 Ю0 550 С Рис. 7.3. Влияние термообработки на магнитные свойства аморфных сплавов состава (Реюййю) гз31зВ~4 ОЛН может иметь любое направление. По имеющимся экспериментальным данным можно сделать следующие ныволы: 1. При термомагннтной обработке аморфных сплавов возникает ОЛН, что вызвана квазидипальными взаимодействиями магнитных моментов.
2. Максимум константы апнэотропии наблюлается в сплавах систем Ре — Кй — В, Ре— Со — 31 — В, Ре — Со — 7г и др. Влияние отжнга, проводимого в яролольном магнитном поле, сказывается на гнстерезисных магнитных свойствах и состоит в следующем: 1. Индуцнруется одноосиая магнитная аннзотропия, доменная структура перестраивается, преобладающими становятся пластинчатые домены с антипараллельнымн векторами М„ ориентированными вдоль направления поля. При этом резко уаеличиваетсн имел и коэффициент прямоугольности петли гнсюрезиса, одновременно уменьшается магнитная анизотропня и в большинстве случаев 71, (рис.
7.3). Однако н, уменьшается из-за возрастания суммарной площади границ доменов. 2. Предотвращается стабилизация границ доменов в отличие от отжига без приложенного магнитного паля. 3. Улучшаются магнитные свойства во всех классах сплавов на основе Ре, Ре — Н1, Ре — Со и в сплавах без металлоидов. Для получения высокой начальной проницаемости необходимо создавать доменную структуру с направлением векторов М, поперек плоскости ленты. Такая структура достигается отжигом в поперечном магнитном поле, при этом уменьшается ширина доменов и увеличивается площадь их границ, что повышает рм и уменьшает потери на перемагничивание и вихревые таки.
Это основной внд обработки длн высакокобальтовых сплавов, для каюрых к, близок к нулю, если Ок) Т,р. например, Ллн сплава РезСог4Вю. Т!ри цнкличном изменении температуры магнитные свойства изменяются обратимо, При отжиге пол лействием внешней нагрузки происходит направленное упорядочение, зависящее от напряжений и знака )ю Магнитная анизотропия, аызваннан действием внешних сил, осгаегся в образце и после снятии нагрузки. Отжиг при напряжениях растяжения при )чюО приводит к эффектам, аналогичным отжигу в продольном магнитном поле. Магнитное последействие.
Магнитные свойства алюрфпых сплааов определяются маг нитной анизотропией, формирующей доменную структуру, н стабилизацией границ доменов на дефектах атомной структуры или дефектах, связанных с технологией получения. Подвижность границ ломенав в аморфных сплавах уменьшают: локальные флуктуации атомной структуры, связанные с иеолнородностью расплава; локальные флуктуации обменного взаимодействия и осей локальной аииютропии; номпазиционное упорялочение, стабилизирующее границы доменов; микрокластеры, возникающие при получении лент или в результате термообработки; несовершенство геометрии и лефекты лент, а также дефекты типа квазидисклокаций, ответственные за микронапряжения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
