Аморфные материалы (835546), страница 37

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

Текст из файла (страница 37)

рис. 5.29 и 5.30).2. При закалке в воду от температур, лежащих выше точкиКадри, скачки Баркгаузена исчезают, а коэрцитивная сила умень­шается. Другими словами, ,явления, отмеченные в п. 1, проявля­ются только при отжиге ниже температуры Кюри (или при мед­ленном охлаждении после отжига выше температуры Кюри).3. Отжиг и охлаждение в магнитном поле повышает Вти сни­ж ает Нс.4. Повышение Вти понижение Нс происходит обратимо по отно­шению к отжигу выше или ниже температуры Кюри или же по от­ношению к отжигу в отсутствии или с приложением магнитногополя.Как видно, здесь много общего с тем, что мы отмечали в связи•с возникновением магнитной одноосной анизотропии, наведеннойотжигом в магнитном поле.

Для объяснения такого поведенияаморфных металлов при отжиге выдвигается предположение о за­креплении границ1 магнитных доменов [91]. В работе [98] сделанапопытка интерпретировать некоторые магнитные эффекты12 в аморфныхеплавахсистем Fe—N и Fe— С на основе общих представлений,развитых в.дальнейшем Танигути [97] для объяснения сходных эф1 В тексте оригинала автор пользуется двумя сходными по смыслу тер­минами для обозначения понятия «закрепление границ доменов».

Впервом•случае это английское слово pinning, во втором — это японское слово, допус­кающее определенную произвольность русской трактовки. При переводе пока­залось целесообразным разделить эти два термина, учитывая сутьвопроса.Там, где речь идет о закреплении границ доменов разного родадефектами,использованы термины «закрепление» или «пиннинг». Там, где речь идет о зак­реплении границ доменов вследствие направленного упорядочения, использовантермин «стабилизация границ доменов» или «стабилизация доменов», как этопринято в отечественной литературе (см.

например, [9 ]* ). Прим. ред.2 Эти эффекты получили название эффектов магнитного последействия. Кним относятся: обратимый временной спад начальной проницаемости, образова­ние перетянутых петель гистерезиса (змеевидные петли), постоянство магнитнойпроницаемости в малых полях и др. Все они обусловлены одним механизмом —стабилизацией границдоменоввследствие направленного упорядочения.Прим. ред.356фектов в перминварах1— «плавах, для которых характёрнызмеевид­ные петли В—Я гистерезиса и постоянная магнитная проницае­мость. В основе этих представлений лежит положение о том, что вферромагнетиках даж е в том случае, когда внешнее магнитноеполе равно нулю, появляются анизотропные конфигурации атом­ных пар.

Их появление происходит за счет диффузии, описаннойв предыдущем разделе, движущей силой которой является внутрен­нее магнитное поле. Это поле связано с доменной структурой ипоэтому существует даже тогда, когда внешнее магнитное полеотсутствует. Поскольку направление внутреннего магнитного поля(спонтанной намагниченности) для разных доменов неодинаково,то возникает соответствующее распределение атомных пар в раз­ных доменах. Следуя этому положению, можно сказать, что суще­ствуют условия, когда одноосная магнитная анизотропия имеет н а­правление, характерное для каждого домена, иными словами, вобразце можно создать магнитную анизотропию, локально разли­чающуюся по направлению12.Кроме того, внутри самих границ доменов новые атомные кон­фигурации также стабилизируется в соответствии с направлениемвекторов магнитных моментов атомов в граничном слое.

Вследствиеэтого потенциальная энергия границ доменов понижается и онитем самым стабилизуются в своих положениях. Стабилизация гра­ниц доменов представляет собой не что иное, как повышение коэр­цитивное™. Вот почему при отжиге в отсутствии магнитного полясвойства магнитномягких материалов ухудшаются. С привлечениемэтих же представлений можно объяснить все четыре вышеуказан­ные характерные особенности доведения аморфных ферромагнит­ных металлов [99].Таким образом, можно сказать, что повышение коэрцитивнойсилы происходит только при отжиге ниже температуры Кюри, таккак причиной этого является наличие квазидипольного магнитно^го взаимодействия. Отжиг в магнитном иоле ограничивает рост ко­эрцитивной силы, поскольку в этом случае никаких границ доме­нов не существует и, следовательно, не доюжет происходить ихстабилизация.В качестве иллюстрации этому приведем рис.

5.38 и 5.39,‘гдепоказано, как изменяется величина коэрцитивной силы и потери нагистерезис в зависимости от температуры отжига и состава спла­ва. Если закрепление доменных стенок, связанное с уменьшениемих потенциальной энергии, происходит за счет локальной наведен­ной магнитной анизотропии, то изменение коэрцитивной силыдолжно быть связано с Ки следующим образом:Hc * K u l M s.(5 .1 5 )Из сопоставления рисунков' 5.38 и 5.39 можно заметить, что по­тери на гистерезис Wh тесно связаны с Км: как Wh, так и Ки оди1 Кристаллические аплавы системы Fe— N4 (65% Ni—35% Fe) и Fe—Со—Ni (например, 47% Ni — 23% Со—30% Fe).

Прим- ред.2 В доменах с антипараллельным направлением векторов Ms, естественно,локальная магнитная анизотропия имеет одно и то же направление. Прим,, ред.157нахово зависят от температуры отжига и химического состава. Такое сходство, .безусловно, подтверждает правильность предполо­жения о стабилизации границ доменов, вследствие наведения ло­кальной магнитной анизотропии в собственном магнитном поле.Рис. 5.38. Зависимость потерьнамагнитный гистерезис 1Whs и констан­ты наведенной магнитной анизотро­пии и от температуры отжига аморф­ного сплава Fe35Co4oSiiSB 10 [91]Рис.

5.39. Зависимость величины кон­станты наведенной магнитной анизо­тропии Kus и потерь на гистерезисWh от концентрации кобальта х »сплаве (F ei-*C o*)78SiioBI2 (отжиг впродольном магнитном поле(Яц )приводит к тому, что величина Whстановитсякрайненизкой — кри­вая 3) [91]:1 — отжиг при 380°С, охлаждение вмагнитном поле Яц и Н± со ско­ростью 1,6°С/мин; 2 — Я /= О5.5.5. Влияние растяженияРастяжение также является эффективным средством улучшениясвойств магнитномягких аморфных материалов.

Так как магнито­упругая энергия, например, у ленты с положительной магнит остр И н ­дией, в направлении растяжения снижается, намагничивание в этомнаправлении осуществляется легко. Следовательно, при приложе­нии растягивающей яагрузки форма петли гистерезиса более при­ближена к прямоугольной. На рис. 5.40 показано изменение коэр­цитивной силы и остаточной намагниченности при растяженииаморфного сплава на основе железа с магнитострикцией, равной(30—40) 10-6. Влияние растяжения на магнитные свойства кристал­лических веществ известно давно. Для аморфных сплавов харак­терно то, что эффект растяжения может проявляться вплоть додовольно больших значений нагрузки.

Связано это с тем, чтопредел упругости аморфных лент в несколько раз больше пределаупругости кристаллов [100], поэтому закрепление границ доменов.158возникающее гори пластической де­формации, здесь не происходит да­ж е при больших растягивающихусилиях.Возникающиеприкручениисдвиговые напряжения также вли­яют на магнитные характеристики[84]. Так, в результате кручения во­круг оси ленты Вт уменьшается, акоэрцитивная сила возрастает. Ин­тересно, что здесь закрепление гра­ниц доменов при больших сдвиго­Ж швых напряжениях приводит к повы­1,мн/мгшению коэрцитивной силы, а вра­щениевектора намагниченностипроисходит в сторону, противопо­ Рис. 5.40. Влияние растягивающе­ложную кручению. Используя это го напряжения <т на остаточнуюнамагниченность Вг и коэрцитив­обстоятельство, можно, подбираяную силу быстрозакаленной амор­подходящее сочетание нормальныхфной ленты Fe8oPi C7 [84]растягивающих и касательных на­пряжений, получить большие значе­ния Вти практически свести коэрцитивную силу к 0.35.5.6.

Влияние прокаткиАвторы работ [81, 101] установили, что при .прокатке аморфнойленты может появиться одноосная магнитная анизотропия, не со­впадающая с направлением прокатки, а перпендикулярная ему(рис. 5.41). Причины возникновения такой магнитной анизотропииможно связать с появлением в аморфной структуре при прокаткесвоего рода целое скольжения [103], но детали механизма остаютсяпока не ясными1.

Изменения магнитных характеристик при про­катке аморфных сплавов исследовались, например, Люборским[102] и некоторыми другими авторами.5.6. ХАРАКТЕРИСТИКИ АМОРФНЫХ МАГНИТНО-МЯГКИХ МАТЕРИАЛОВД о сих пор мы рассматривали только теоретические основы магнцтномягких аморфных металлических материалов. Кроме того,поскольку магнитные характеристики реальных быстрозакаленныхаморфных лент далеко не всегда близки к идеальным, были рас1 Наиболее распространенная точка зрения на природу магнитной анизот­ропии, наводимой при прокатке, состоит в том, что этот вид анизотропии пред­ставляет собой как бы разновидность структурной анизотропии (см. 5.

4. 4),ио возникающей не под действием сдвиговых напряжений при аморфизациирасплава на диске, а в результате формирования анизотропного распределениягрупп атомов (или атомных пар) при распространении деформации вдоль полосдеформации. Полосы деформации располагаются перпендикулярно направлениюпрокатки, т. е. совпадают с индуцируемой осью легкого намагничивания. Кон­центрационная зависимость анизотропии прокатки не коррелирует с изменениемX, и Ms, слабо зависит от температуры отжига (см. [9]*).

Прим. р'ед.159Рис. 5.41. Анизотропия, иаведеииая прокаткойбыстрозакалеинойаморфной ленты Co7 o,sFei,7 SiisBi0 [81, 101]а — кривые показывают величину крутящего момента, исходноенаправление которого совпадает с осью ленты; /С « > 0 соответству­ет тому, что ось легкого иамагиичиваиия параллельна оси ленты,К и < 0 — ось легкого иамагиичиваиия перпендикулярна оси леитыв плоскости леиты; б — влияние степени обжатия в толщины леитыпри прокатке на коистаиту иаведеииой магнитной анизотропии /С«;1 — закаленное состояние; 2 — прокатка в направленииширинылеиты; 3 — прокатка в направлении длины леитысмотрены способы повышения их магнитных свойств.

В этом раз­деле с позиций практического использования описываются аморф­ные сплавы конкретного химического состава, режимы их термиче­ской обработки, уровень получаемых магнитных характеристики т. д.Омагнитных свойствах аморфных сплавов на основе железа,кобальта и никеля в настоящее время известно следующее;1) сплавы на основе железа имеют высокие значения остаточ­ной индукции1 и низкие потери на перемагничивание;2) сплавы Fe — Со — № с большим содержанием железа ха­рактеризуются высокими значениями магнитострикции и магнит­ной проницаемости;,'3) сплавы Fe — Со — Ni с большим содержанием кобальтаимеют близкую к нулю магнитострикцию и очень высокую магнит­ную проницаемость;4) сплавы Fe— Со—Ni с большим содержанием никеля имеютнизкую температуру Кюри и высокую магнитную проницаемость;5) сплавы на основе железа, содержащие хром и ванадий, имеютвысокие значения остаточной индукции и высокую магнитную про­ницаемость.Сказанное иллюстрируется рис.

Характеристики

Список файлов книги