Введение к работе
Актуальность работы. Аморфные металлические сплавы (АМС) на основе железа наиболее часто используются как магнитно-мягкие материалы. Как известно, высокий уровень магнитных свойств материалов с ненулевой магнитострикцией достигается после отжига ниже температуры кристаллизации, приводящего к релаксации закалочных напряжений. Однако, высокие магнитные свойства могут быть получены и в аморфно-кристаллическом состоянии.
Одним из наиболее важных препятствий к широкому практическому
применению АМС является их низкая термическая устойчивость и
связанные, с высокой неравновесное гью структуры существенные
изменения их свойств в ходе структурной релаксации. Особенно большие
сложности возникают при изучении релаксационных и
. кристаллизационных процессов при низких температурах (до 150С), что
связано с большой длительностью экспериментов. Это неоднократно
отмечалось в литературе, где практически отсутствуют экспериментальные
данные такого рода.
Режимы оптимальной термической обработки и стабильность этих
материалов зависят не только от химического состава сплавов, но и от ряда
других факторов: среды получения, качества шихтовых материалов,
термической предыстории расплава и исходного слитка, толщины ленты и
др. В связи с этим особое значение приобретает разработка и проверка
феноменологических моделей, позволяющих описать релаксационные и
кристаллизационные процессы в АМС, а также накопление и обобщение
экспериментальных данных.
При термической обработке быстрозакалЁнных металлических материалов может быть получен широкий спектр метастабильных состояний, .каждое из которых обладает определённым комплексом свойств. Это открывает перспективы для создание новых классов и групп материалов.
Цель работы. Экспериментально изучить релаксационные и кристаллизационные процессы в магнитно-мягких АІИС на основе железа в ходе термической и термо-магнитной обработки, выявить их основные закономерное и взаимосвязь. Изучить последовательность кристаллизации этих сплавов. Исследовать изменение магнитных свойств (характеристик петли гистерезиса), происходящих вследствие релаксации и кристаллизации сплавов.
Научная новизна. Дан теоретический и экспериментальный анализ процессов структурной релаксации в аморфных веществах, полученных методом закалки расплава 'и плазменной обработки. Выявлены наиболее общие закономерности. На базе основных положений релаксационной модели стеклования проведено количественное описание изменений теплоёмкости в этих материалах, в том числе и при длительных выдержках (порядка нескольких лет) в низкотемпературной области.
Экспериментально исследованы релаксационные изменения характеристик петли гистерезиса в ходе простого отжига и отжига в магнитном поле ниже темперагуры Кюри. Установлено, что эти процессы контролируются структурной релаксацией материала. Показано влияние отжига в магнитном поле на термическую стабильность данных сплавов.
Установлена взаимосвязь релаксационных и кристаллизационных процессов. Показано, чю начало кристаллизации определяется фиксированной величиной приведенного времени (времени, нормированием о но вязкости), характерной для каждого сплава 2
В широкой температурно-временной области изучена кинетика кристаллизации сплавов. Теоретический анализ процессов проведен па основе формальной теории кинетики превращений. Объяснено уменьшение энергии активации кристаллизации в низкотемпературной области. Исследовано влияние температурно-временной обработки расплава перед спиннингованием на термическую стабильность и кинетику кристаллизации полученных сплавов.
Экспериментально изучены изменения магнитных свойств в ходе первой и второй стадий кристаллизации.
Практическая ценность. Результаты работы могут быть использованы при выборе оптимальных режимов термообработки магнитно-мягких АМС и температурно-временной обработки исходного расплава с целью получения требуемого комплекса магнитных свойств.
Показана возможность расчётным путём прогнозировать релаксационные изменения свойств при эксплуатации сплавов в качестве элементов приборов и устройств, а также стабильность аморфного состояния в широкой температурно-временной области.
Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ей результаты доложены и обсуждены на VIII Всероссийской конференции по строению и свойствам металлических и шлаковых расплавов, Екатеринбург, 1994 г.. Российско-германской конференции "Пластическая и термическая обработка современных металлических материалов", Санкт-Петербург, 1995 г., IX Совещании по стеклообразному состоянию, Санкт-Петербург, 1995 г., XVI Совещании" по защитным покрытиям, Санкт-Петербург, 1995.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.
Объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и списка
і литературы из 97 наименований. Содержание работы изложено на 133 стр.
«
54 рис., 5 таблиц. .
