Введение к работе
Актуальность темы. Интерес к вморфным металлическим сплавам вызван уникальным по сравнению с традиционными кристаллическими материалами сочетанием магнитных, механических, электрических, антикоррозионных и других свойств. Применение аморфных сплавов позволяет, повысить качество продукции электронной, электро- и радиотехнической пррыышленности и приборостроения, а также создать приборы и устройства нового поколения.
В настоящее время преобладающая доля выпускаемых промышленностью аморфных сплавов получается в виде ленты методом сверхбыстрой закалки расплава на поверхность вращающегося цилиндрического валка и используется в качестве магнитномягких материалов при изготовлении магнитопроводов различных радио- и электротехнических устройств. Высокие магнитные свойства этих материалов связывают с отсутствием в них дефектов кристаллического строения и кристаллической магнитной анизотропии. Однако аморфные сплавы не являются магнитноиэотропними. В них обнаружено существование различных видов магнитной анизотропии, которые значительно влияют на процессы намагничивания и переыагничивания.
Важную роль в формировании магнитных свойств аморфных сплавов играет магнитоупругая анизотропия, связанная как с внутренніши напряжениями, возникающими в материале в процессе закалки из жидкого состояния, так и с приложенными внешний напряжениями. Этот вид. анизотропии имеет наиболее низкий уровень в аморфных сплавах на фенове кобальта, поскольку для них характерны малые значения" ыагнитострикции (1Л$\с 10 ). В таких сплавах доминирующую роль может играть магнитная г'изотропия, обусловленная анизотропией самой аморфной структуры, анизотропия (локальная или макроскопическая), наводимая вследствие направленного упорядочения атомов, а также анизотропия формы различных технологических дефектов на
поверхности ленты.
'Варьирование условий получения и термообработки аиорфных сплавов приводит к изменению соотношения между составляющими магнитное анизотропии, имеющими различную природу и происхождение. Поэтому одновременный учет ыакроскопической и локальной магнитной анизотропии различного происхождения и обусловленной ими магнитной текстуры необходим .при решении типичной для физического металловедения аморфных сплавов задачи - определении причин, o6jc-ловливающих исходный уровень магнитных свойств, а также их изменения в результате термической обработки.
Цель диссертационной работы заключалась в выявлении роли различных видов магнитной анизотропии в формировании гистерезисных магнитных свойств аморфных сплавов с низко!' магнитострикцией. В качестве модельных материалов были выбраны аморфные сплавы на основе кобальта, содержащие и не содержащие металлоиды.
В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:
-
Разработка математической модели для описания влияния различных видов цагнитной анизотропии -а магнитные свойства аморфных сплавов, а также применение выводов теории для прогнозирования и анализа экспериментальных результатов.
-
Экспериментальное изучение влияния магнитной текстуры, формирующейся при закалке расплава в различных условиях, на магнитные свойства и анализ полученных закономерностей в рамках предложенной модели. '
-
Теоретический анализ влияния упругого изгиба на гистере-зисные магнитные свойства высококобальтовых аморфных сплавов с низкой магнитострикцией в зависимости от характера их исходной магнитной текстуры. Сопоставление выводов теории с результатами экспериментальных исследований.
-
Выяснение роли магнитоупругой и индуцированной вследствие направленного упорядочения магнитной анизотропии в формировании при отжиге магнитных свойств высококобалыовых аморфных сплавов с разной исходной магнитной текстурой.
-
Выяснение влияния магнитной текстуры на закономерности температурно-временной стабильности начальной проницаемости.
-
Экспериментальная проверка предсказаний модели о влиянии термомагнитной обработки на гистерезисные магнитные свойства внсо-
кокобальтовых аморфных сплавов.
На защиту выносятся следующие результаты:
математическая модель, описывающая совместное влияние макроскопической и локальной одноосной магнитной анизотропии роз личной природы и происхождения на магнитные свойства аморфных сплавов с низкой магнитострикцией;
зависимость гистерезисных магнитных свойств от величины магнитострикции при разном характере магнитной текстуры аморфных сплавов в исходном состоянии;
результаты расчетов и опытные данные по влиянию упругого изгиба на магнитные свойства аморфных сплавов;
модельные представления и экспериментальные результаты по влиянию магнитной текстуры на температурно-вреиенную стабильность
начальной проницаемости аморфных сплавов;
- закономерности влияния отжига в магнитном поле и без поля
на магнитные свойства аморфных сплавов.
«. Новизна работы. В работе получены следующие новые результаты: I. Получены аналитические зависимости между пряноугольностыо петли гистерезиса, начальной проницаемостью и её временньш спадом, коэрцитивной силой и работой намагничивания, с одной стороны, и константой макроскопической одноосной мэгнитной анизотропии ( с осью легкого намагничивания вдоль или поперек направления изморе-
-.6 -
ний), магнитострикцией, величиной остаточных и приложенных напряжений, с другой стороны.
' 2. Проведены расчеты прямоугольности петли гистерезиса и начальний проницаемости для случая упругого изгиба аморфных лент. Теоретически и экспериментально показано, что влияние приложенных к аморфной ленте напряжений изгиба на ее магнитные свойства определяется не только величиной ыагнитострикции , но и существующей в ленте магнитной текстурой. В частности, установлен разный характер изменения начальной проницаемости при изгибе для аморфных сплавов с магнитной текстурой и без нее.
-
Теоретически и экспериментально показано, что при варьировании условий термомагнитной обработки начальная проницаемость принимает максимальное значение при прямоуі .ільности петли гистерезиса меньше 0,5, а коэрцитивная сила минимальна при прямоугольности больше 0,5.
-
Показано, что существование магнитной текстуры приводит к изменению температурно- временной стабильности начальной проницаемости и характера ее температурного гистерезиса.
-
Экспериментально обнаружен! , что при отжиге изменяется ' характер полевых зависимостей прямоугольности и коэрцитивной силы частных петель гистерезиса в изученных сплавах. Теоретически и экспериментально установлена связь между смещением частных петель гистерезиса вдоль оси полей и возникновением при отжиге минимума на полевой зависимости коэффициента прямоугольности.
Практическая значимость. Результаты, полі энные в данной работе, могут быть использованы:
для оптимизации режимов термической обработки аморфных сплавов на основе кобальта с низкой магнитострикцией;
для прогнозирования с -учетом исходной магнитной текстуры направления'изменения комплекса гистерезисных магнитных свойств
.при свивке лент в тороиды;
для прогнозирования роли процессов наведения магнитной анизотропии, структурной релаксации и эффектов магнитного последействия при формировании магнитных свойств в результате варьирования условий получения и термической обработки аморфных сплавов;
для развития теории процессов намагничивания и перемагничк-вания в аморфных сплавах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, включая обзор литературы, выводов и списка использованной литературы кз 180 наименований. Работа изложена на . 163 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы и 68 рисунков.
