Локальная атомная и магнитная структура аморфных и нанокристаллических сплавов на основе Fe-B

• Автор: Дмитриева, Татьяна Геннадьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 . МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА И ЛОКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА АМОРФНЫХ СПЛАВОВ ЬЕ-В

1.1 Структурные исследования сплавов Ее-В

1.1.1 Рентгенографические исследования

1.1.2 Нейтронографические исследования

1.1.3 Электронная микроскопия

1.2 Исследование магнитных свойств аморфных сплавов Ре-В

1.2.1 Температура Кюри

1.2.2 Исследование намагниченности

1.2.3 Концентрационная зависимость магнитных моментов

1.3 Исследование локальной структуры сплавов Ре-В методом ЯМР I 1а ядрах 57Ре и ПВ
1.4 Исследование локальной структуры сплавов Ре-В методом эффекта Мессбауэра38
2 МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА И ЛОКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА СПЛАВОВ ЕЕ-С1СВ46
2.1 Структурные исследования сплавов Ре-Ся-В
2.1.1 Рентгенографические исследования
2.1.2 Исследование структуры аморфных и отожженных ставов Ре-Сг-В методом
электронной микроскопии
2.2 Исследование магнитных свойств сплавов Ре-Ся-В
2.2.1 Температура Кюри
2.2.2 Исследование намагниченности в сплавах Ие-Сг-В
2.2.3 Магнитные моменты в ставах Ие-Сг-В
2.3 Исследование локальной структуры сплавов Ре-Ся-В методом эффекта
Мессбауэра на ядрах 57Ре
2.4 Постановка задачи
3 . ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ
3.1 Получение образцов аморфных и нанокристаллических сплавов
3.2 Метод рентгеноструктурного анализа
3.3 Метод вибрационного магнитометра
3.4 Мессбауэровская спектроскопия
3.4.1 Параметры сверхтонких взаимодействий

3.4.2 Методы обработки мессбауэровских данных
4 . ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ АТОМНОЙ И МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТ АЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ БЕ-В МЕТОДОМ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА НА ЯДРАХ 57ЕЕ
4.1 Ближний ПОРЯДОК в аморфных и микрокристаллических ферромагнитных сплавах Бе 1 оо-хВх (х= 10-25)
4.2 Концентрационная зависимость сверхтонких полей в аморфных сплавах Беюо-ХВХ (х= 13-25)
4.3 Исследование магнитной текстуры в аморфных сплавах Ееюо-хВх(х=13-25)
4.4 Ближний порядок в аморфно-нанокристаллических и нанокристаллических сплавах Ре-В
5 . ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ АТОМНОЙ И МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ ЕЕ85-ХСКХВ,5 (Х=0-20) МЕТОДОМ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА НА ЯДРАХ 57ЕЕ
5.1 Влияние отжигов на локальную атомную и магнитную структуру аморфно-нанокристаллических и нанокристаллических сплавов Ре85-хСяхВ,5 (х=5-15)
5.2 Исследование локальной атомной и магнитной структуры нанокристаллических фаз в сплаве рЕ75Са|оВ
5.3 Локальная атомная и магнитная структура аморфных сплавов Ре85-хСкхВ15 (х=0-20)
5.4 Температурные зависимости параметров сверхтонких взаимодействий в аморфных сплавах Fe85.xCr.xB! 5 (х=5-20)
5.5 Магнитные свойства аморфных сплавов Ре85-хСкхВ|5 (х=0-20)
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение
В настоящее время получение и исследование новых металлических ферромагнитных аморфных и нанокристаллических сплавов на основе Ре-В является одним из наиболее интересных и важных направлений современной физики конденсированного состояния. Магнитомягкие аморфные сплавы на основе Ре-В нашли широкое применение в радиотехнике, электронике и автоматике в качестве сердечников трансформаторов, реле, микротрансформаторов с меньшими массогабаритами, чем сердечники из трансформаторной стали и в других устройствах. Однако для поиска новых ферромагнитных аморфных и нанокристаллических сплавов, а также для улучшения их физических свойств необходимо провести исследования, связанные с изучением их локальной атомной и магнитной структуры. Изучение физических свойств, в том числе и магнитных свойств, и их связь с локальной структурой является важным этапом для понимания природы свойств этой системы сплавов и разработки новых ферромагнитных сплавов с улучшенными характеристиками.
Одним из основных способов получения нанокристаллических материалов является метод кристаллизации из аморфного состояния. Переход аморфного состояния металлической системы в стабильное кристаллическое состояние при повышении температуры осуществляется через последовательность метастабильных состояний. При этом происходят термически активируемые процессы структурной релаксации, диффузии и кристаллизации. Многие физические свойства аморфных сплавов, в том числе магнитные и механические, изменяются уже в результате отжига при температурах значительно ниже температуры их кристаллизации. Выбирая температурные режимы отжигов можно проводить “управляемую кристаллизацию” для создания особых, частично или полностью закристаллизованных материалов с наночастицами, обладающими нужными физическими свойствами. Создание таких нанокристаллических сплавов и

мощностях радиочастотных импульсов) сигналы от ядер 57Ре могут вносить заметный вклад в спектры ЯМР в образцах из естественной смеси изотопов.
Чтобы отделить сигналы Бе и В друг от друга образцы аморфных и микрокристаллических сплавов в работе [38] приготовлялись из смеси изотопов 5бРе и ПВ. Ядра 56Ре не имеют магнитных моментов, и ЯМР на них не наблюдается. ЯМР на ядрах 10В лежит в области частот 5-18 МГц. Поэтому ЯМР на ядрах ИВ в образцах из изотопов 56Ре и ИВ не имеет примеси сигналов от других ядер. Спектры ЯМР на ядрах 57Ре быстро закаленных кристаллических Ре-(5-11)В (рис. 1.18) и аморфных сплавов Ре-(13-22)В (рис. 1.19) из смеси изотопов 56Ре и 10В были получены в работе [39]. Как следует из экспериментальных данных ЯМР на ядрах ПВ [33, 38] и 57Ре [39], в аморфных сплавах, содержащих Ре-(22-25)В, присутствуют три локальных состояния атомов железа, ближний порядок которых в основном соответствует атомам железа, в метастабильной фазе РРезВ. При уменьшении количества бора к этим трем состояниям железа в аморфных сплавах добавляются два состояния железа с ближним порядком типа локальных состояний атомов железа в метастабильной фазе о-Ре3В. В аморфных сплавах Ре-(12-18)В к этим пяти локальным состояниям атомов железа добавляются еще два локальных состояния атомов железа с ближними порядками типа а-Ре и а-Ре(В).
На рисунке 1.20 приведены концентрационные зависимости относительной доли кластеров с ближними порядками типа Р, о-Ре3В и а-Ре, полученные из разложения экспериментальных спектров ЯМР на ядрах 57Ре (рис. 1.19) и ядрах ИВ (рис. 1.16) [38, 39]. Из рисунка следует, что: 1) при уменьшении содержания бора от 25 до 18 ат.% количество кластеров с ближним порядком типа Ре3В (сумма кластеров с ближним порядком типа 1- и о-Ре3В) не изменяется; 2) при уменьшении содержания бора от 17-18 ат.% появляются дополнительные кластеры с ближним порядком типа а-Ре, причем некоторые из этих кластеров содержат атомы железа, в ближайшей сфере