Аморфные материалы (835546), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Врезультате при высокой Bs можно получить высокую магнитнуюпроницаемость [106]1.Однако для расширения сортамента сплавов с высокой магнитной проницаемостью и высокой Bs необходимы и другие способы,позволяющие устранить стабилизацию границ доменов.
Один изтаких способов, на котором хотелось бы остановиться, состоит вохлаждении сплава во вращающемся магнитном поле.5.6.2. Охлаждение во вращ аю щ ем ся магнитном полеРанее уже говорилось о том,что если проводить термическуюобработку в магнитном поле ниже температуры Кюри, то магнитные домены не существуют и, следовательно, стабилизации границдоменов не происходит. Однако, поскольку обычно магнитное полев этом случае имеет постоянное направление, то возникает одноосная магнитная анизотропия, и в результате максимальная проницаемость получается большая, а начальная магнитная проницаемость не улучшается, на что мы уже обращали внимание.
Для устранения этого недостатка предложен специальный метод термической обработки, в котором направление магнитного поля постоян164но меняется, а именно отжиг и охлаждение во вращающемся магнитном поле. Этот метод, е одной стороны, позволяет предотвратитьпоявление магнитных доменов и, с другой стороны, устраняет появление одноосной магнитной анизотропии. Он особенно эффективен для сплавов, у которых Тх< Т с и используется для полученияаморфных материалов с высокой Ва и высокой магнитной проницаемостью.На рис. 5.44 приведены результаты1, полученные авторами [117Jпри охлаждении образцов аморфного сплава Co72 ,9 Fe 5 ,i!SinBn вовращающемся магнитном поле. Быстрозакаленная аморфная лента из этого сплава, имеющего Тх<Тс, после обычного отжига характеризуется сильными скачками Баркгаузена.
Охлаждение вмагнитном поле, приложенном внаправлении оси ленты, приводитг0fmк тому, что петля гистерезиса вбольшей степени приближается кпрямоугольной, но скачки сох pa16/1няются. При охлаждении же во $5вращающемся магнитном полескачки исчезают, петля становится/Ю кГц/UкхГ/1,018к%На-ч11Н.Л/М_а(816Н,А/М16;\А / /И8ЮОкГц//г18*ю6Рис. 5.44. Улучшение характеристикнамагничивания при отжиге во вращающемся магнитном поле аморфного сплаваCo72,eFe5,i,SiiiBn (Bs == 1,0 Тл, Г *=440°С , 7’с=1510°С [1171:а — петля гистерезиса материала, неподвергнутого термообработке ( 1),после отжига в продольном (2)ипоперечном (3) магнитном поле; б —после отжига во вращающемся магнитном полеРис.
5.45. Улучшение магнитной проницаемости при охлаждении во вращающемся магнитном поле[111]аморфногосплаваFesCo75Si4Bi6.(Га = 370°С,ta= Ю мин,Я == 190 кА/м):--------------- теоретический расчет;|х ~ ( 2 я to R l I sin 2 я х0 R |) 1<,2/ ( К “ ) Ьгладкой и начальная магнитная проницаемость существенно возрастает. В сплаве с ТЖ=440°С, Гс^510°С , В в= 1 ,1 Тл описываемаятермическая обработка дает высокие значения эффективной магнитной проницаемости р,е= 1 2 0 0 0 (1 кГц, 0,24 А/м).
Применениеэтого способа к другим сплавам также весьма эффективно. Авторыработы [111] выяснили, что период вращения магнитного поля и;1Автор не дает расшифровки кривой 3. По характеру кривой можно предположить, что имеется в виду отжиг в поперечном поле. Прим. ред.165-\величина магнитной проницаемости связаны между собой: чембольше частота вращения R магнитного поля по сравнению соскоростью возникновения и уничтожения наведенной магнитнойанизотропии (временем релаксации т), тем выше магнитная проницаемость. На рис. 5.45 приведены результаты экспериментов ирасчетов, полученных в работе [111],. В целом магнитная проницаемость увеличивается пропорционально R1,!.
Однако интересно,что рассеяние магнитной проницаемости за один период sin (2mJR)также увеличивается с ростом R.5.6.3. Изменение магнитной проницаемости во времении явление дезаккомодацииАморфные сплавы на основе кобальта с нулевой магнйтострикцией, имеющие тщательно подобранный химический состав и подвергнутые оптимальной термической обработке по соответствующему режиму, как магнитномягкие материалы превосходят пермаллои по таким параметрам', как Bs и це.
Однако и для этих материалов стоит проблема поддержания постоянной магнитной проницаемости й течение всего срока службы устройства, в котором они использованы. В частности, это касается и применения аморфныхсплавов для изготовления магнитных головок. Это серьезная физическая проблема и решение ее надо искать в самой природе сплавов.На рис. 5.46 приведены результаты работы [118], показывающие, как изменяется во времени величина це сплава типа CoFeSiBРис. 5.46.
Изменениямагнитнойпроницаемости аморфного сплаваFe5Co7 oSii0B i5 во времени [118]:а — принципиальная схема измерений; б — результатыизмерений(см. текст); 1 — размагничивание;2 — измерениеJU^xfO3после размагничивания переменным током. Размагничивание переменным током проводили с повторением через равные промежуткивремени. По результатам эксперимента можно видеть, что есть дватипа временных изменений р,е. В одном случае р,е быстро уменьшается после размагничивания, в другом случае —изменяется более медленно.
Первый тип изменений це происходит с одинаковойскоростью во всем временном промежутке при отсутствии воздействия размагничивающего переменного поля. В этом случае наблюда366ется обратимость ре по отношению к размагничиванию. Второйтип изменения р,е является необратимым по отношению к размагничиванию переменным током, но обратимым по отношению к термической обработке (иными словами, проведение повторной термической обработки1, даже по происшествии длительного времени,,приводит к тому, что р,е возвращается к исходному значению). Авторы [118] назвали первый тип изменений ре дезаккомодацией I рода12, а второй — дезаккомодацией II рода и определили их зависимость от температуры. Величина дезаккомодацми, %,D = [ ( P i - i n J / p ! ] ЮО,( 5 . 16>где р! и р2 — магнитная проницаемость, соответствующая моментам времени ^ (сразу после размагничивания) и t 2, в течение которого производятся измерения.
На рис. 5.47 показано влияние температуры на величину D. Дезаккомодация I рода соответствует появлению пика D при низких температурах, дез аккомодация II ро-Рис. 5.47. Температурные зависимости дезаккомодации D в аморфном сплаве:Fe5Co7oSii0Bi5 [118]:а — дезаккомодация I рода (магнитная проницаемость восстанавливается в результате размагничивания переменным током); б — дезаккомодация II рода(магнитная проницаемость не восстанавливается); 1 — после закалки; .2 — послеотжигала — появлению пика D при более высоких температурах3. Крометого, видно, что после термической обработки величина Z> в обоихслучаях снижается4.1 Имеется в виду термическая обработка, заключающаяся в нагреве вышеточки Кюри с последующим быстрым охлаждением, предотвращающим стабилизацию границ домеиов.
Прим. ред.2 Дезаккомодация I рода отвечает всем признакам, характерным для эффектов магнитного последействия (см. примечание на с. 156). Прим. ред.3 Величина и температурные интервалы проявления дезаккомодации II родазависят от способа размагничивания [51, 52]* и от характера доменной структуры, регулируемого отжигом в магнитном поле [42] *. Оба типа дезаккомодацииобратимы по отношению к отжигу во вращающемся магнитномполе [53]*.Прим.
рёд.4 Известны случаи (сплавы с Я8« 0 ) , когда величина D в результате высокотемпературного отжига с последующим быстрым охлаждением увеличивается [54]*. Обычно те термические обработки (без магнитного поля),которыеувеличивают ц е, приводят одновременно к росту D. Прим. ред.167Известно, что в ферритах и в железе с примесью углерода причиной дезаккомодации является локальная магнитная анизотропия,возникающая в результате перемещения ионов основы или атомовуглерода, соответственно1. Возникает вопрос, действует ли такойж е механизм дез аккомодации и в аморфных сплавах, где такжеимеет место стабилизация границ доменов? Недавно авторы [39]экспериментально показали, что температурно-временные закономерности дез аккомодации аналогичны температурно-временнымизменениям магнитной анизотропии, наведенной магнитным полем.Этот экспериментальный факт подтверждает существование стабилизации границ доменов при дезаккомодации.
Можно предположить, что те сплавы, в которых магнитная одноосная анизотропиянаводится с трудом, должны обладать низкой дез аккомодацией и,соответственно, повышенной временной стабильностью магнитнойлроницаемо1сти12.Как следует из раздела 5.5.3, сплавы с малой лаведенной магнитной анизотропией должны иметь низкую температуру Кюри ине должны содержать атомные пары разных сортов3. К таким сплавам относятся, например, сплавы системы Со — Si — В и ряд других.
Хотя при низкой температуре Кюри сплавы Со — Si — В имеют сравнительно невысокую Bs и отличную от нуля магнитострикцию, они все же представляют интерес, как материалы с высокой истабильной магнитной проницаемостью.Существо проблемы стабильности магнитной проницаемостисводится к тому, что в аморфных структурах перемещение атомовпроисходит сравнительно легко. В настоящее время ведутся интенсивные фундаментальные исследования физических механизмовдиффузии, обусловливающих релаксацию аморфной структуры.Вероятно, решением проблемы стабильности магнитной проницаемости во времени будет отыскание такой обработки, которая могла•бы привести к затруднению перемещений атомов в аморфных металлах1.5.6.4.
Сплавы с низкими потерямии высокой намагниченностьюВысокой индукцией насыщения, как видно из рис. 5.42, обладают сплавы на основе железа. Изучение магнитно-мягких аморфныхсплавов подобного типа постоянно привлекает к себе большое внимание. Так, сравнительно недавно Люборский [125] указал на то,что аморфные сплавы на основе железа можно успешно использо1 Эти перемещения атомов, обусловливающие направленное упорядочение,происходят под действием внутреннего магнитного поля. Прим- ред.2 Отжиг в поперечном магнитном поле, проводимый поопределенномутемпературно-временному режиму, может не только увеличить |хе, но и снизить.ее временную нестабильность [42, 551 *. Прим.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
