Аморфные материалы (835546), страница 31
Текст из файла (страница 31)
В аморфных же сплавах, гдеструктура атомных конфигураций определяется главным образомхимическим составом, величина р/ изменяется довольно гладко наО0,1о,гцзф—I___ и—Зд--о0,1цгцзхРис. 5.7. Зависимость магнитного момента аморфных силавов на основе железа от концентр ации Mn, Cr, V [128]1(B^i—х Мпх ) 78 Pig Сю [26]Рис. 5.8.Зависимостьмагнитногомоментааморфных сплавов на о с нове кобальта от концентрации Мп, Cr, V [19]:2 — ( F e ^ M nJso Р10 В10 [19]1 — Сово Рю Вцъ& (Be i_.t Кс)во Рю Bio [19]4( ^ е 1—дг СгПво Вю В10 [ 19]5 - (Fej_^ C r ,)» Р „ С7 [27]128х2—(Coj-.j. Мпх ) 80 Р 10 В10;3 — (C o j^ C r H so Рю В10;4 — (Со1—х Vx)eo Рю Вц>протяжении всей области составов.
В этом проявляется существенная разница между кристаллическими и аморфными твердымителами [19]. Кроме того, в кристаллических сплавах Fe—Со величина р./ максимальна для состава примерно Fe 7 oCo3o, а в аморфных сплавах ее максимум сильно сдвинут в сторону железа.Наконец, в заключение этого краткого очерка необходимо рассмотреть характер изменения ц,/ при легировании сплава переходными неферромагнитными металлами такими, как марганец, хром,ванадий и др. Примеры для сплавов на основе железа показанына рис. 5.7 [19, 26, 27], а для сплавов на основе кобальта — нарис. 5.8 и 5.9. При замене Железа марганцем, хромом или ванадиемв аморфных сплавах железо — металлоид ц/ уменьшается практически линейно с ростом концентрации легирующего элемента.Влияние легирующих элементов на величинуусиливается вряду Mn, V, Сг, что отличает их от кристаллических сплавовF e — (Mn, Cr, V) подобных составов.Можно сказать, что в аморфных м еталлах происходит своего рода «разбавление» ферромагнетизма атомамимарганца, хрома и ванадия.
В сплавахна основе кобальта р/ монотонноуменьшается при легировании хромоми ванадием, но при введении марганцар/ вначале увеличивается и начинаетуменьшаться, лишь когда концентрация марганца превысит 0 , 1 .Аналогичным образом изменяетсяр f и в сплавах Ni—Mn. Такая аналогия позволяет сделать некоторые предположения относительно возникновенияаморфногоферромагнетизма.Очень важным для понимания механизма возникновения аморфного ферромагнетизма является описанное выше аномальное поведение сплавов на Рис. 5.9.
Зависимость магоснове железа. Однако вопрос о при нитного момента аморфныхна основе кобальтароде аморфного ферромагнетизма по сплавов( Со 1-хМпх)т~уВу от конка еще является спорным и выходитцентрации M n(x) и В (у)за рамки данной книги. Отметим только, что сплавы Со—Мп, по сравнению с другими кобальтовымисплавами, проявляют довольно сильный магнетизм, что важно сточки зрения их практического применения.5.3.2. Температура КюриКроме магнитного момента необходимо рассмотреть еще однуважную характеристику аморфных магнитных сплавов — температуру Кюри. На рис.
5.10 и 5.11 приведены зависимости темпера-12»туры Кюри, с одной стороны, от концентраций металлоидов всплавах и, с другой, от содержания в сплаве железа, кобальта иникеля при постоянной концентрации металлоидов. Как видно изрис. 5.10, 7с сплавов на основе кобальта монотонно понижаетсяс ростом концентрации металлоидов, при этом не заметно особыхТьХ> Со-А1то - VC o -S imoCOgoB2oОООc073 Si138 ^ P C w )jООО^Lco-p_______ I_______ i400 _ aО1020JO О10Концентрация компонента,%(ж)2DXРис. 5.10. Зависимость температуры Кюри аморфных сплавов на основе кобальта (а) и железа ( б ) от содержания металлоидов:а — аморфные сплавы: СоадВ® [30], CorsSisBjo [32], СоР [16], Co7 5 P i 6 B 6 A 13 [33];кристаллические сплавы: Со— А1, Со— Si [11];б — аморфные сплавы: FesoB^ [30], Fe 8 7 - * P i3Bx [31]; кристаллические сплавы:Fe—Al, Fe— Si [11]; химические соединения: Fe3 P, Fe3C [31]различий между аморфным и кристаллическим состояниями.
Такое монотонное изменение Тс в зависимости от химического состава сходно с соответствующим изменением ц/. В отличие от этихсплавов, точка Кюри Тс сплавов на основе железа сильно различается для аморфного и кристаллического состояний.оW7бО600Л00400.300.200.1000о?0,4х0,6цо1/•-\\\643v7 N\ $\ ^\ 4\1Fet.1op ор цб цв1со1 1p SS vар ць ор о,вмИнтересно, что температураличением концентрации железанесколько работ, посвященныхВ этой связи высказана точкаРис. 5.11. Зависимость температуры Кюри аморфных сплавов отсодержания железа, кобальта йникеля:1 - (F e N i ) 7 8 Siio В 1 2 [34];2 (FeN i)so В 2 0 [ 2 0 , 2 1 ];3 - (F e N i ) 7 9 P u В8 [35];4 - (F e N i ) 7 5 Ри Be A l, [3 6 ];5(FeC o ) 7 8 Sijo B 1 2 [2 5 ];6 - (FeC o ) 7 6 P 2 2 A l, [37];I - (FeC o ) 7 6 P 1 8 Be A l, [3 3 ];8(C oN i ) 7 6 Pje Be AI3 [3 3 ];9 - (C oN i ) 7 8 Pj 4 B 8 [13]Кюри несколько снижается с увев сплаве.
Можно насчитать лишьисследованию этого явления [38].зрения ([40], что сплавы ж елеза1,1 Имеются в виду твердые растворы замещения, образованные элементами,которые стабилизируют г. ц. к. структуру железа (Cr, Ni, М л). Прим. ред.430обладающие г.ц.к. и г.п. структурой, антиферромагнитны. Этиструктуры характеризуются высокими значениями координационных чисел в первой координационной сфере, которые выше, чем:таковые для о. ц.к.
структуры. Аморфные структуры также характеризуются большими координационными числами в первой координационной сфере. В этом отношении наиболее важным предположением может быть то, что ферромагнетизм, связанный с атомами железа в плотноупакованных структурах с высокими координационными числами, имеет тенденцию исчезать1;. Однако этопредположение нуждается еще в солидной экспериментальной проверке и должно быть подтверждено теоретически.На рис.
5.11 приведено изменение величины Тс в зависимостиот содержания железа, кобальта и никеля в сплавах при фиксированной концентрации металлоидов. Ось абсцисс здесь построенатак же, как и на рис. 5.6. В сплавах Fe—Со и Fe—>Ni различия втемпературе Кюри могут доходитц до 100°С в зависимости от сорта и концентрации атомов металлоида, но сама Тс довольно высока. Это отражает характер обменных взаимодействий между магнитными моментами атомов, которые сильнее между атомамиразных сортов, чем между атомами одного сорта.
Наиболее сильное обменное взаимодействие — между атомами железа и кобальта. Краткое обобщение сведений о температуре Кюри аморфных:сплавов сводится к следующему.1. Сплавы Fe—Со имеют высокую температуру Кюри.2. При малом содержании кобальта в сплавах Ni—Со величина 7с лежит в области климатических температур.3. При большом содержании железа в сплавах Fe—Со нарядус ростом магнитного момента наблюдается некоторое снижениетемпературы Кюри.5.3.3. Температурная зависимость намагниченностиТак как магнитные материалы используются главным образомпри климатических температурах, важным параметром являетсянамагниченность при этих температурах. Хорошо известно, что величина спонтанной намагниченности в ферромагнетиках уменьшается с повышением температуры. Это падение намагниченности,,слабое при относительно низких температурах, резко возрастаетс приближением к точке Кюри.
Температурные изменения намагниченности сопровождаются так называемыми кооперативнымиэффектами. Слабые изменения намагниченности в области низкихтемператур, вероятно, связаны с механизмом спиновых волновыхвозбуждений, когда намагниченность пропорциональна12 Т3/2. В ре1 Этоможет быть обусловлено усилением антиферромагнитного взаимодействия между атомами железа. Прим■ред.2 В отличие от кристаллических ферромагнетиков, закон «3/2» в аморфныхсплавах соблюдается до сравнительно высоких .температур, составляющих— 0,5 Тс. Прим. ред.зультате исследования температурной зависимости намагниченности многих аморфных сплавов в целом установлено, что:1) низкотемпературные изменения намагниченности могут быть'-описаны в спиновом волновом приближении [27, 38, 41];2) изменения намагниченности при высоких температурах происходят слабее, чем по функции Бриллюэна [42—44].Последнее, вероятно, происходит из-за наличия локальной анизотропии и дисперсии обменных взаимодействий [4, 45—47].На рис.
5.12,а и б приведены температурные изменения спонтанной намагниченности некоторых аморфных сплавов. Видно, чтоб$,эме/еРис. 5.12. Температурные зависимости спонтанной намагниченности [125]и намагниченности насыщения [48] (б) аморфных сплавов:FegoPieCaBi ( / ) ; Fe7BPle В8 А1з (2 ); Fe80B20(3); (Fe0 g Co0*[^e0,8 N*0,2)75 Pie ^ AI3 (5);Fe40 №40 Pu Be (®)>4F e0>07 C°o,9 3 ) 7 5 S i1B B1 0 (8); Fe 8 2 N 1 3 3 Cr1 4 P 1 2 B8 (9 ); (Co 0N i7B P ie Be AI3 (11 );б ~ сплавы: Со7Б S i1B B 1 0 ( 1 );F e u > 2 С°бз _ 8 S iiB Bio (^ )iFe3B Co4 0 Si1B Вю (4 );2 )7 5(а)Pie B8 AI3 (4 );Co76 Pjj Be Al3 (7);6N i 0 4 ) 7B Pie Be A l 3 (10);Fe47Co7 03S i1B B 1 0 (2 );Fe 6 7 Co8 S iiB B1 0(S);Fe7B S iiB B1 0 (6).в зависимости от химического состава, могут быть следующие случаи:1) при высокой намагниченности при низких температурах мож ет быть низкая температура Кюри;2) при малых значениях намагниченности при низких температурах, наоборот, температура Кюри может быть высокой;3) при высокой намагниченности при обычных температурахможет наблюдаться и высокая температура Кюри.Показано, что большой намагниченностью при комнатной температуре обладают не сплавы железа, а сплавы железа с кобальтом.1325.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
