Аморфные материалы (835546), страница 34

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 34)

Это виднодаж е из рис. 5. 20. В частности, было показано, что в результате варьированияотношения (% Р)/(|% В) от 4 до 2,3 Ха в этих сплавах изменяется от 2 6 -1 0-6по 16 - 10—6. Прим. ред.141стрикции насыщения (сплав FesCoTeSi^Bw) подобной отчетливойдоменной структуры нет. Такое заметное отличие в доменной струк­туре этих сплавов наводит на мысль о том, что магнитострикцияявляется причиной появления магнитной анизотропии.Рис. 5.21. Доменная структура ваморфных сплавах с различноймагнитострикцией (данные полу­чены методом Биттера):а — Peso Р « С7 (А > 0 .);б—F e 5 Со7 0 Si 1 6 В 1 0 (А яз 0 );в—С 0 7 5 Si1 6 Bjq (А < 0)Для выяснения этого обратимся к рис. 5.22 [60], где показано,как основные домены связаны с концентрацией кобальта х.

ЗдесьНа — величина магнитного поля, которое необходимо приложитьдля уничтожения основных доменов1, Ms — намагниченность на­сыщения. Величина HaMJ2 представляет собой энергию магнит­ной анизотропии, связанной с основными доменами. Как видно изрисунка, изменение величины HaMs с увеличением х носит тот жехарактер, что и изменение As, но с минимумом, отвечающим слу­чаю, когда А«= 0. Такую взаимосвязь между HaMs и As можно объ­яснить, исходя из магнитоупругого эффекта.

Если предположить,что внутренние напряжения а постоянны и не изменяются в зави­симости от химического состава, тогда из (5.3) следует, что маг­нитная анизотропия (HaMs) пропорциональна магнитострикции.Эти соображения, в общем, поясняют, как связаны между собойявление магнитострикции и существование основных доменов.Остается открытым, однако, вопрос о механизме возникновениясоставляющей внутреннего напряжения, перпендикулярной осиленты.Рассмотрим схему на рис.

5.23. В процессе закалки расплав вмомент соприкосновения с поверхностью валка захватывает воз­дух. По этой и по ряду других причин появляется возможностьвозникновения неодинаковой по сечению ленты скорости затверде­вания. Внутренняя часть расплава, находящаяся в контакте с вал1Другими словами, для уничтожения лабиринтной доменнойПрим. ред.142структуры.ком, из-за вращения при затвердевании испытывает сжатие, тогдакак внешняя часть расплава, контактирующая с атмосферой, призатвердевании, наоборот, растягивается.

Так как толщина затвер­девшей части составляет всего около> 30 мкм, что значительноменьше других размеров ленты, то. сжимающие и растягивающиеРис. 5.22. Зависимость величиныкритического магнитного поля Н т ,отвечающего исчезновению основ­ных доменов в аморфных лентахизсплавов(Fet-xCox^sSiisBioи(Fei_*COx) 8оР1зС,7, . а так­жемагнитострикции ■ насыще­ния от концентрации кобальта х,значения Н т близки к значениямН а , необходимым для достижениянамагниченности насыщения [60]Рис. 5.23.

Схема возникновениявнутренних напряжений, свя­занных с захватом расплавомвоздуха прн его затвердеваниив процессе закалки на вращаю­щемся валке [68]:а — зона растяжения (растяги­вающих напряжений); б — зонасжатия (сжимающих напряже­ний); 1 — расплав; 2 — аморф­ное твердое тело; 3 — воздух;4 — пузырькинапряжения возникают практически на поверхности ленты и на­правлены радиально.

Появляется составляющая напряжения в на­правлении, перпендикулярном поверхности ленты [69]. В лентах сположительной магнитострикцией ось легкого намагничиваниярасположена перпендикулярно поверхности ленты и совпадает снаправлением растягивающей компоненты напряжения. В лентахс отрицательной магнитострикцией ось легкого намагничиваниятакже может быть перпендикулярна поверхности ленты в областях,где растягивающая компонента параллельна поверхности. В лю­бом случае основные домены образуются за счет перпендикулярнойсоставляющей напряжения1, приводящей к появлению магнитнойанизотропии в направлении толщины ленты.Вернемся, к рис.

5.21. Видно, что основные домены занимаютлишь часть поверхности ленты, а отнюдь не всю поверхность. Сле­довательно, в этом случае магнитная анизотропия в направлении,перпендикулярном поверхности ленты, имеет значение только длячасти материала.1 Растягивающей или сжимающей, <в зависимости от знакамагнитострикции.ПРим. ред.143Снаружи область основных доменов окружена доменами с 180°ными границами. Это, как отмечалось выше, является причинойпоявления гистерезиса намагничивания и коэрцитивной силы, кото­рые сильно зависят от магнитострикции.На рис. 5.24 графически показана связь между Н с и XSIMS, опи­сываемая формулой (5.6). При больших концентрациях железаРис. 5.24.

Коэрцитивнаясилааморфных сплавов F e—Со[55](составы сплавов те ж е, что ниа рис. 5.20)о 0,1 о,г op ofi 4 6 0,6 47 46 491,0Co/(Co*Fe)или кобальта связь между # с и Xs/Ms выполняется хорошо. Онадовольно сложная: при большой Xs значение Нс также велико; приХ8) равной нулю, # с имеет острый минимум. Отсюда ясно, что Нссущественным образом зависит от Х8. Следовательно, если в лен­те имеются неупорядоченные внутренние напряжения с малой дли­ной волны, магнитострикция оказывает сильное воздействие напроцесс намагничивания1. В заключение этого раздела хотелосьбы отметить уникальность того обстоятельства, что, подбирая со­ответствующим образом химический состав сплава, можно добить­ся нулевой магнитострикции12.5.4.4.

Другие ф акторы , оказываю щ ие алияниена процесс намагничиванияКак было показано, коэрцитивная сила возникает благодаряявлению магнитострикции, однако в сплавах с таким химическимсоставом, когда магнитострикция стремится к нулю, коэрцитивнаясила все равно остается конечной величиной. Несмотря на то, чтосодержание металлоидов в сплаве почти не влияет на величинумагнитострикции, увеличение суммарной концентрации металлои­дов приводит к росту коэрцитивной силы даже при отсутствиизаметной магнитострикции.

Кроме того, как мы увидим ниже,термическая обработка устраняет внутренние напряжения, но коэр1 Имеется в виду процесс намагничивания в малых полях, когда это воз­действие обусловлено задержкой 180°-ных границ дамеиов, параллельных осиленты (по классификации автора). Прим. ред.2 Следует обратить внимание На то, что в случае сплавов систем типаF e i- xCrxAf(М— В, Р—С, В— Si) изменение знака Я» происходит при таком ж еотношении C o /F e(0 ,9 3 ), как и в случае кристаллических сплавов системы Со—Fe.Составы тройных аморфных сплавов системы (F exN iuCoz) 78Si8Bi4, отвечающиепо основным компонента1М нулевым значениям Я.,, также близки к таким составамдля кристаллических сплавов тройной системы Fe—Со—№.

Прим. ред.! 44Гfт. . . . .цитивность и магнитная анизотропия при этом не исчезает пол­ностью. Причины этого окончательно пока не ясны. Некоторая не­определенность существует и в отношении магнитострикции. В ка­честве иллюстрации сказанному рассмотрим рис. 5.25.

Здесь пока­зана область аморфизирующихся сплавов в системе Fe— Si— В илинии равных значений цт . Видно, что коэрцитивность в серединеаморфной области-стремится к некоторому (минимальному для дан-Н,79,вЛ/м-ft -К-Ю-8-6 -9-2 0 2 4 6 в 10 72ftI 1 IIII“I!!■ I , '1 Iч1'I___ I-----1----- 1— —1---- L--0/9 -ОМ -02 0 0,2 Ц4Н} 79,6А/М ■Рис. 5.25. Зависимость максималь­ной проницаемости р т от химиче­ского составасплавовFeSiB.Пунктирной линией показана гра­ница области аморфизирующихсясплавов [27, 71]1~Г0,6Рис. 5.26.

Петля гистерезиса быстроЗакалениогоаморфногосплаваFe 5 Co 7 oSi15Bio с нулевойМагиитострикцией [55]ной системы значению, но при приближении к границе аморфнойобласти и в области кристаллических сплавов она сильно и быстровозрастает.Из рис. 5.26 можно видеть, что в случае сплава с низкой магнитострикцией на кривой намагничивания появляются скачки Баркгаузена, отражающие закрепление доменных границ.

Для объяс­нения этих фактов предложены различные модели. Некоторые изних кратко описаны ниже.Влияние мелких кристалловВ том случае, когда технология закалки при производстве аморф­ных лент недостаточно совершенна и концентрация металлоидоввыбрана не совсем правильно, в аморфной ленте могут образовы­ваться мелкие кристаллы, что приводит к существенному возраста­нию коэрцитивной силы. Можно предположить, что и рост коэрцитивности в случае, показанном на рис. 5.25, происходит из-за нали­чия мелких кристаллов, вкрапленных в аморфную структуру.

В рядеработ Такахаси [72—76] предложена модель, согласно которой при­сутствие в аморфной структуре мелких кристаллов размеров ~ 10 нм,не выявляемое методами рентгеновской дифракции, сильно влияетна величину коэрцитивной силы и магнитную анизотропию.145В системе Fe—Р—С кристаллы устойчивого химического сое­динения— Fe3P, имеют сильно выраженную магнитную анизотро­пию порядка 100 кДж/м3. Обращает на себя внимание то обстоя­тельство, что в быстрозакаленных аморфных лентах из сплавовэтой системы имеется сильно выраженная одноосная магнитнаяанизотропия ( ~ 1 кД ж /м 3), возникающая, вероятно, вследствиетого, что, хотя объемная доля кристаллов Fe3P в таких лентах со­ставляет iBceno лишь 0,01, но они имеют четкую ориентацию. Такиекристаллы и -являются причиной повышения коэрцитивной силы.В работе [77] показано, что размер кристаллитов Fe3P должен быть~ 100 нм, чтобы коэрцитивная сила соответствовала эксперимен­тально определенной величине, равной 8 А/м.

Эти данные хорошосогласуются с результатами Такахаси.Влияние свободной поверхностиПредполагают, что на свободной поверхности быстрозакаленнойленты всегда имеются небольшие неровности. На рис. 5.27 показаныфотографии поверхности аморфных лент, полученные при помощиоптического микроскопа. Глубина неровностей может достигать~ 1 мкм. Такая шероховатость поверхности аморфных лент такжеявляется причиной повышения их коэрцитивной силы.

Характеристики

Список файлов книги