Кристаллизация в аморфном сплаве системы Fe-Cu-Nb-Si-B под действием стационарного и импульсного отжига

• Автор: Назипов, Руслан Айратович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Аморфные и нанокристаллические сплавы на основе железа с металлоидами
1.1. Структурные особенности аморфных металлических сплавов
1.2. Структурная релаксация, фазовые превращения в аморфных сплавах и некоторые методы их изучения
1.3. Нанокристаллический сплав БШЕМЕТ, особенности получения, примеры исследований фазовых превращений и структуры
1.4. Заключение
Глава 2. Образцы, техника отжига и методы исследования
2.1. Объекты исследований, аморфные сплавы на основе железа
2.2. Устройство для отжига в вакууме Джоулевым нагревом аморфных металлических сплавов
2.3. Устройство для импульсного отжига некогерентным оптическим излучением
2.4. Рентгено-дифракционные измерения
2.5. Мёссбауэровские измерения
2.6. Математическая обработка мёссбауэровских спектров неупорядоченных сплавов на основе железа
2.7. Реализация восстановления функции распределения Р(Н) в виде программы для персональной ЭВМ
2.8. Измерения магнитных параметров с использованием импедансного метода измерений
Глава 3. Кристаллизация аморфного сплава системы Ге-Си-М>8ГВ при стационарном отжиге
3.1. Дифференциально-термомагнитный анализ аморфных сплавов на основе железа
3.2. Изменение структуро-фазового состава сплава 5БДСР-1 при

изотермическом Джоулеве отжиге в вакууме
Глава 4. Кристаллизация аморфного сплава системы Ге-Си-МЬ-8ГВ при импульсном отжиге мощным некогерентным оптическим излучением
4.1. Импульсный отжиг сплава 5БДСР-2 оптическим излучением электроразряда
4.2. Нанокристаллизация аморфного сплава под действием импульсного оптического не когерентного излучения
Обсуждение результатов и заключение
Выводы
Список работ автора по теме диссертации
Литература

ВВЕДЕНИЕ
К настоящему времени магнитные материалы нашли широкое практическое применение. Магнитные материалы применяются в электротехнике и радиотехнике в качестве магнитопроводов дросселей, трансформаторов, электродвигателей, экранов для защиты от э/м полей, головок магнитной записи и пр. Среди многообразия традиционных металлических магнитных сплавов и оксидных ферритов все большее значение приобретают аморфные магнитные металлические сплавы и получаемые из них при помощи термической обработки нанокристаллические сплавы [1].
Нанокристаллические сплавы на основе композиции Бс-Си-МЬ-ЗьВ, по сравнению с традиционными магнитными материалами, обладают исключительными магнитомягкими свойствами и в то же время довольно высокой намагниченностью насыщения, что позволяет значительно уменьшить габариты и вес электромагнитных устройств. Уникальные магнитные свойства этих сплавов достигаются при особой структуре материала, которая имеет вид беспорядочно ориентированных нанокристаллов в магнитной аморфной матрице. Размер нанокристаллов составляет около 10 нм, что в несколько раз меньше, чем длина магнитного обмена. Это приводит к тому, что кристаллографическая анизотропия отдельного зерна усредняется по объему и среднее значение анизотропии стохастического магнитного домена становится очень малым. Стандартная технология, при которой формируется наноструктура, заключается в отжиге аморфного сплава Ре-Си-ТЧЬ-БиВ в печи в течение 30-60 мин. при температуре около 550°С. К сожалению, в результате отжига сплав не только приобретает уникальные магнитные свойства, но также становится очень хрупким и поверхность его окисляется. Для предотвращения окисления используют термический отжиг в атмосфере инертного газа или в вакууме. Большая хрупкость сплава после отжига является значительной проблемой. Это вызывает необходимость заранее изготавливать заготовку и отжигать её целиком.

1.3. Нанокристаллический сплав ИШЕМЕТ, особенности получения, примеры исследований фазовых превращений и структуры
В 1988 году была опубликована работа [59], посвященная созданию аморфного сплава, структура которого после отжига в течение 1 часа при температуре около 550°С представляла собой беспорядочно ориентированные и равномерно распределенные в аморфной матрице ОЦК нанокристаллиты а-Ее(81) с размером порядка 10-20 нм. Такой сплав, состава Те7з,5Си1№>з81135В9, был выпущен на рынок под торговой маркой БШЕМЕТ [60]. В нашей стране подобный сплав системы Ре-Си-ЫЬ-8ЕВ, предложенный разработчиками ЦНИИчермет [61], выпускается под торговой маркой 5БДСР на Ашинском металлургическом заводе (г. Аша, Челябинская область).
Магнитопровод из нанокристаллического сплава этой системы имеет высокое значение магнитной проницаемости /иг (до 105), очень низкую коэрцитивную силу Не (до 0,5 А/м), меньшие потери по сравнению с сердечниками из других магнитных материалов, может применяться на частотах вплоть до 10 Мгц и обладает практически нулевой магнитострикцией (Х5 ~ 0). Весьма высокие значения индукции насыщения В8 позволяют в несколько раз уменьшить число витков провода по сравнению, например, с использованием ферритового сердечника и, следовательно, уменьшить массу за счет медной обмотки. Сплавы ЕЕНЕМЕТ или 5БДСР успешно заменяют все известные магнитомягкие материалы (ферриты, пермаллой, трансформаторную сталь, альсифер и т. д.), зачастую имея при этом в несколько раз лучшие рабочие характеристики.
На рис. 12 показаны зависимости импедансной проницаемости1 /с- от частоты и температуры для сердечника из сплава Р[НЕМЕТ и для сравнения — из Мп-Хп феррита. Хорошо видно, что БШЕМЕТ имеет более высокую импедансную проницаемость, чем Мп-Хп феррит, и очень малую зависимость проницаемости от температуры в широком частотном диапазоне. Для конечного
1 Магнитная проницаемость, измеренная в переменном поле, с условием синусоидальности индукции [62]