Аморфные материалы (835546), страница 38
Текст из файла (страница 38)
5.42. Особенно перспективнымиявляются сплавы, указанные в пп. 1 и 3, и сейчас все больше исследователей сосредоточивает на них свое внимание. Сплавы п. I1 Высокое значение В , этих сплавов отражает основную их особенность —высокую индукцию насыщения Ва. Прим. ред.160Рис. 5.42.
Важнейшиеаморфныемагнитные материалы:I — Fe— (Сг, N b )— (Si, В ); высокая Вs, высокая р, для высокочастотныхтрансформаторов; II —Fe— (В, Si, С); низкие потери, высокая B s длятрансформаторовповышенной мощности; III — Fe—Со— (В, Si, Р, С); высокая к,, высокая р, магиитострикциониые материалы; I V — Со— (Fe Ni, M n)—(Si, В или Zr, N b,-T i): низкая к,,высокая р, для магнитных головок, трансформаторов; V — Со—N i— (Si, В, N b): t a < 0 , высокая ц,для динамических датчиков; V I —•Ni, Со— (Fe, Сг, М о): высокая р,Гс вблизи комнатных температур,для тепловых датчиковмогут применяться в качестве атериалов для сердечников трансформаторов (низкие потери), а сплавы п.
3 предполагается довольно широко использовать на замену пермаллоям в различныхвысокочастотных приборах (см. гл. 10).5.6.1. Сплавы с высокой магнитной проницаемостьюи нулевой магнитострикциейКак уже указывалось в разделе 5.4.3, аморфные металлическиематериалы с нулевой магнитострикцией характеризуются высокоймагнитной проницаемостью и низкой коэрцитивной силой. Впервыеблизкая к нулю магнитострикция наблюдалась на аморфных сплавах в системах (Со — Fe) (Si — В) и (Со — Fe) ( Р — В) при содержании железа ~ 5 %(см. рис. 5.20).
Затем нулевая магнитострикция была обнаружена и в сплавах, легированных никелем[104], что отмечено на рис. 5.42. Кроме того, магнитострикцияприближается к нулю при замене железа на марганец [105, 106].Недавно нулевая магнитострикция обнаружена в аморфных сплавах на кобальтовой основе с цирконием в качестве аморфизирующего элемента [107]. Эти сплавы ведут себя аналогично сплавамкобальта с металлоидами.
Если в сплавы с цирконием вместо ж елеза и (или) марганца ввести молибден или хром, то свойства сплавов резко меняются. При такой замене компонентов у сплавов^ кобальта с металлоидами магнитострикция отрицательна, а у сплавов с цирконием она оказывается положительной. Другие аморфные сплавы на основе кобальта, например Со — Та [108] и Со —Nb [109], также имеют отрицательную магнитострикцию, поэтому,добавляя туда железо, можно получить сплавы, имеющие нулевуюмагнитострикцию, что действительно наблюдается, например, всплавах Со — Fe — Nb [110].Теперь важно выяснить, какая термическая обработка необходима для сплавов с нулевой магнитострикцией, чтобы обеспечитьих высокую магнитную проницаемость.
При проведении отжига161здесь в первую очередь важно не допустить стабилизации границмагнитных доменов (см. 5.5.4) и кристаллизации. Первоначальнодля этих целей предполагалось использовать отжиг и охлаждениев магнитном поле. При такой процедуре действительно удается избежать стабилизации доменов, при этом наводится значительнаяодноосная магнитная анизотропия и петля гистерезиса (В — Я)становится прямоугольной.
Недостатком такой обработки являетсято, что при высокой максимальной проницаемости начальная проницаемость оказывается низкой1. Следовательно, необходимы такие режимы термической обработки, которые устраняли бы стабилизацию границ доменов и не приводили бы к появлению одноосной магнитной анизотропии..Один из способов такой термообработки, как было в свое время предложено, заключается в проведенииотжига выше температуры Кюри с последующим быстрым охлаждением2 (например, закалкой в воду). Однако температура Кюриможет лежать выше температуры кристаллизации данного сплава,поэтому во многих случаях такой отжиг становится невозможным.Поэтому необходимо подобрать такой состав сплава, чтобы выполнялось условие 7с<С7’ж (при этом, разумеется, состав сплава должен быть таким, чтобы магнитострикция равнялась нулю ). Совместная реализация этих двух условий — довольно трудная задача иединственный пока возможный путь, приводящий, правда, к снижению наряду с Тс и намагниченности насыщения, состоите увеличении концентрации металлоидов в сплаве.В табл.
5.1 приведены характеристики аморфных сплавов наоснове кобальта с нулевой магнитострикцией, для которых выполняются оба вышеуказанные условия. Для сравнения приведены характеристики сплавов Fe 4 jC o 7 o,3 Sii 5 Bio и Ре3Со72 Р 1бВбА 1 з, в которыхвпервые среди аморфных металлов была обнаружена нулевая магнитострикция.В других сплавах, кроме выполнения вышеуказанных условий,реализуется дополнительные способы улучшения свойств: регулируется количество кремния и бора; проводится легирование никелем, молибденом и ниобием; в ряде сплавов железо частично заменяется марганцем; вводятся аморфизирующие элементы типа циркония.Ленты из этих аморфных сплавов имеют приемлемую намагниченность насыщения и высокую магнитную проницаемость и используются как материалы для высокочастотных устройств.
Важ ными характеристиками для этих материалов являются эффективное значение магнитной проницаемости при высокой частотеииндукция насыщения Bs. Из таблицы видно, чтосплавов улуч1 При высокой прямоугольностн петли гистерезиса проницаемость всегдамала. Это главным образом связано со сравнительно малой площадью границ,доменов в материалах с высокой прямоугольностью. Прим.
ред.г В сплавах с Яя« О , но с низкой точкой Кюри ( ~ 2 0 0 ° С ), высокие значения проницаемости можно получить при медленном охлаждении после высокотемпературного отжига [19, с. 167; 41]*. Прим. ред.162состав% (ат.)сплава,5иоQ3^ ° 70, 3^ е 4 ,7^ Ч 5 ®10CO72Fе 3Р j 6В 6А 1з^ ° 7 5 3 Р е 4 7 SI4 В 1в^ ° 65,7 ^ е 4 ,3S*1? B i 3С ° 61,6 ^ е 4 2 № 4 2 S il o В20^°б 9 ,б Ве 4 5 Мо18 Si в Bie^ ° 6 6 ,8 Ве 4 , 5 N i l ,5 Nb2 2• S i i o В1 50 0 7 4 ,3 В е 2 .6 М п 3,1 ^ 4Сс>70 МПд В24C°8l,5 М°9,5 ^ Г9,00 ,8 00 ,6 31,100 ,5 30 ,5 40 ,6 30,71440370110*0 ,9 50 ,7 3650434498147210450420SCJоОЕч*Sа490480420530600517420466570*FCFCFC (R)WQ\VQ144АА134S=JМ<0 ,4 81,041,200 ,4 80 ,1 60 ,4FC (R)0 ,4тWQ 0 ,2 4125Источникs'иХимическийТермическаяобработка**Т а б л и ц а 5.1.
М агн итн ы е с в о й ств а а м о р ф н ы х сп л а в о в (з а к а л к а и з ж и д к о гос о с т о я н и я ) с вы сокой м агн итн ой прони ц аем остью н низкой м агнитострикцией2000055000120000~ 10000-1 0 0 0 0[551[33][111][112][104][113][114]80002600021000[115][116][107]8500* В электромагнитных единицах на грамм.** FC — охлаждение в магнитном поле; FC(R ) — охлаждение во вращающемся магнитном поле; WQ — закалка в воду от высоких температур; А — обычный отжиг.шенных составов всегда выше J0000, а максимальное значение достигает 120000.На рис. 5.43 приведены данные о величине це при высоких частотах1, из которых видно, что ре аморфных сплавов значительно-превосходит це пермаллоев — широко используемых в настоящеевремя кристаллических металлических сплавов с высокой магнитной проницаемостью. Кроме того, эти аморфные сплавы, наряду свысокой магнитной проницаемостью, обладают также высоким пределом упругости и высокой износостойкостью, что также дает имсущественные преимущества перед пермаллоями.
Хорошим примером практического использования аморфных сплавов, этого типаявляется применение их для изготовления магнитных головок.В настоящее время ведутся интенсивные работы, направленныена улучшение в целом техники магнитной записи, в частности, разработаны металлические магнитные ленты, позволяющие получитьзапись с высокой плотностью и высокой чувствительностью. Таккак эти ленты имеют большую'коэрцитивную силу, то намагниченность магнитных головок должна быть высокой.
Этому требованиюотвечают сплавы, содержащие марганец (см. табл. 5.1). Проектируются сплавы с еще более высокой намагниченностью насыщения1К сожалению, автор не указал, в каком магнитном поле определяласьэффективная проницаемость |хе. Ориентируясь на некоторые из цитируемых работ, можно предположить, что в большинстве случаев это поле меньше илн равно 0,8 А /м . Прим. ред.163Bs. При легировании марганцем сплавов на основе кобальта ихтемпература Кюри непрерывно уменьшается с ростом концентрации марганца, а магнитный момент после начального повышениятакже снижается (см. рис.
5.8 и 5.9). При этом температура кри-Рис. 5.43. Зависимость магнитной проницаемости сплавов Со— Fe— Si—В с низ- ■кой магиитострикцией от частоты:а — особенности влияния охлаждения во вращающемся магнитном поле сплаваFe4,7 Co 7 5 l3Si 4 Bie с высокой температурой Кюри [113]; 1 — после отжига при400°С, 5 мин; 2 — после отжига при 400°С, 40 мин (новый метод термообработки); 3 — состояние непосредственно после изготовления ленты; б — влияниеотжига при температурах выше точки Кюри с последующей закалкой в водуна магнитную проницаемость аморфного сплава Coe7 Fe4Sii 9 B i0 с низкой Тс; 1 —после закалки; 2 — после отжига при 450°С; 3 — пермаллой [55]сталлизации повышается. Следовательно, для аморфных сплавовСо — Мп при высокой Bs может удовлетворяться условие Тс<Тх.Тогда становится возможной термическая обработка, о которойшла речь выше, устраняющая стабилизацию границ доменов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
