Введение к работе
Актуальность проблеми. Основные требования, предъявляемые к іагнитотвердим материалам, связаны с Гистерезисными магнитными івойствами, и повышение их уровня - главная задача на пути созда-іия новых материалов с высокой магнитной энергией. Традиционным юдходом при решении этой задачи является поиск новых составов, імеющих высокое значение констант магнитокристаллнческой аниэотро-іии и оптимизация уже известных систем сплавов за счет различных іегирующих добавок.
С другой сторони, в последнее время все более активно разви-іается иной подход, основанный на той, что гидтерезисные характе-іистики, прежде всего коэрцитивная сила, являются чрезвычайно стру-:турно чувствительными. В связи с этим появляется возможность іегулирования уровня гистерезисных свойств путем формирования со-ітветствующей микроструктуры, причем определяющую роль играет третий размер кристаллитов.
Так, при измельчении микрокристаллитов до субмикронных разме->ов (-0,1 мкм) как правило наблюдается существенное повышение оэрцитйвной силы, однако имеющиеся экспериментальные данные отно-птся в основном к порошковым материалам. Вместе с тем, как поклали исследования последних лет, большой интерес представляют поли ристаллические материалы с субмикрозернистой структурой. В таких истемах доля приграничных атомов может быть значительна, что во іногом определяет комплекс физических, химических и механических войств тех же материалов как d кристаллическом, так и в аморфном остояниях. Имеются данные о повышении гистерезисных магнитных войств в высокоанизотропных сплавах с субмикрозернистой структури. Однако остаются неясными вопросы об оптимальном размере эе-ен, состоянии границ, в том числе их фазового состава и, конечно. еханизмы поремагничивания а ферромагнетиках с такой структурой.
Для установления связи магнитных свойств-с особенностями тон-ой структуры в субмикозернистых ферромагнетиках необходимо детз-ьное изучение доменной структуры, ее параметров и поведения при аложении магнитного поля. Данная задача является важной потому, то появляется возможность прогнозирования гистерезисных магнитных войств материалов с различным характером микроструктуры, что мо.жет нть использовано в решении прикладных задач физики магнитных на -ериалов.
Настоящая работа посвящена' экспериментальному исследованию формирования субмикрозернистой структуры как методом интенсивной пластической деформации, так.и сверхбыстрой закалкой из _ расплава, определению типов доменных структур, установлению связи параметров доменной структуры с параметрами кристаллической структуры, выявлению влияния микроструктуры на гнстерезисные свойства и механизмы перемагничивания магнитотвердых материалов с субмикрозернистой структурой.
Цель и задачи. Цель работы заключается в устсновленип природы влияния субмикрозернистой структуры на уровень гнстерезиспых свойств ферромагнетиков с различной величиной константы магнито-кристаллической анизотропии.
В связи с этим задачами настоящей работы были: .
1. Исследование закономерностей формирования сверхмелкозерни
стой структуры под воздействием интенсивной пластической деформации
в Ni, Со и сплаве Ып.„ А1 С , а также" после быстрой закалки в
ь 5 , S 4 4 0,5
сплаве Fe ND В .
-
Изучение доменной структуры в исследуемых материалах и выявление на этой основе механизмов перемагничивания.
-
Исследование связи сверхмелкозернистой структуры и гисте-резисных магнитных свойств в чистых металлах и сплавах для постоянных магнитов. Анализ природы высококоэрцитивного состояния сплавов Fe Nd В и Hn А1 С
Научная новизна.
- Экспериментально установлено, что субмикрозернистая струк
тура в чистых ферромагнетиках и сплаве Mn А1 С . может быть
т»-«- 55,5440,5
получена низкотемпературным отжигом интенсивно деформированного состояния за счет фиксирования начальной стадии рекристаллизации.
Впервые исследованы доменная структура и гнстерезисные магнитные свойства в исследуемых материалах с субмикрозернистой структурой, их изменение при переходе к крупнокристаллической (до 10 мкм) структуре.
Установлены различия основных механизмов перемагничивания действующих в низкоанизотропных и высокоанизотропных материалах с субмикрозернистой структурой.
На примере Ni показана роль различных структурных факторов в формировании высокого значения коэрцитивной сили в ферромагнетиках с субмикрозернистой структурой
Положення диссертации выносимые на защиту.
1.Закономерности формировании субмикрозернистой структуры в
этых ферромагнетиках - Ні, Со л гшсокоаниэотропном сплаве
Л1 С , полученной с испольэопанием больших пластических
56.5 4» 0,5 J
формаций. Особенности структуры бистроэакаленного сплава Hd В с размером зерен порядка 1 ним, 0,1 мкм.,0,01 мкм. свя-ите с наличием межзерещшх прослоек обогащенной железом фази.
2. Закономерности формирования доменкой структуры в исслсдуе-
с материалах, обусловленные правда всего величиной константи
'нптокристаллической анизотропии и кроме того в низкоанизотроп-
с Ферромагнетиках - толщиной образца, а и высокоанизотропних імером кристаллптоз.
-
Данные о механизмах перемагничивания, полученные прямыми ілюдениями изменений доменой структуры при наложении . магнитного ІЯ, а также из анализа гнстерезисных характеристик.
-
Доказательства связи микроструктуры и гнстерезисных срой-I о ферромагнетиках с различной величиной константы мягнитокрис-їлической анизотропии, основанные на анализе характера ломеннсіі >уктуры и магнитных измерениях образцов в различных структурных тояниях.
Практическая значимость работы.
Установленная связь мо*лу параметрами структуры и характером енной структуры позволяет глуб*р понять влияние различных струнных факторов на магнитные гистероэисние свойства реальных мгтл-в, а также представляет интерес для разработки материалов с анным комплексом свойств.
Используя данные о зависимости сродного размера зерен : ширн-ме*кристаллктной прослойки в сплаво Fc И В от скорости аздения представляется возможным получения материала с макси-ьним значением коэрцитивной силы.
3 результате выполнения работы углублены представлення о роде высококоэрцитнвного состояния и процессах леремагничннания /бмикрозернистих структурах.
Апробация работы. Основные положения а результаты :яртации доло*ены и обсуздени на:
- П Всесоюзной конференции по структуре и свойствам границ >н. Воронеж, 1987.
Ill Всесоюзной конференции по проблемам исследования структуры аморфных.металлических материплов. Москва, 198G.
IX, X Всесоюзных конференциях по постоянным магнитам. Москва, 1988,.1991.
XII Европейское конференции по прикладной кристаллографии.. Москва, 1989.
XIV Конференции по прикладной кристаллографии.Чежоц, Польша, 1990.
XIX Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений, Ташкент, 1991.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 статей в центральной и зарубежной печати, список которых приведен в конце реферата._
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, содержащего J72 наименования изложена на 158 страницах машинописного текста, включая 40 рисунков и 3 таблицы.
