Structure formation and magnetiec .properties of Co-Fe-Ni-Si-B films, obtained by the splat-quenching
Keywords:
amorphous state, alloy undercooling, coercivity.Abstract
Purpose. The new metastable phases (including amorphous state), that are characterised unique physical properties, can be obtained by the quenching from the melt. The practical use of amorphous materials is restricted by the thermal interval of amorphous state stability. Study of influence of cooling rate on the films structure, as well as the effect of thermal treatments on the phase transformations occurred in solid states are very important. Methodology. The structure details of initial and treated films are determined by means of X-ray diffraction and metallographic methods. Magnetic properties were investigated by the vibration magnetometer. Findings. It has been found, that the change from crystalline structure (mixture of phases р-Со(В) и (Co,Si>B) to amorphous one is observed in Co67.2Fe6.1Ni10Si11B15.9 films with increase of cooling rate from 104 K/s to 106 K/s. Size of the coherently diffracting domains was approx. 2 nm. The structure change and formation of amorphous phase leads to the drastic decrease of initial films coercivity from 4000 A/m to 80 A/m. The crystallisation of amorphous films occurs in temperature range 480 - 510 оС (5 min). In the first stage, only primary р-Со(В) crystals appears in residual amorphous matrix. The annealing at the temperature 550 оС (5 min) leads to the decomposition of residual amorphous phase. In the second one, metastable phase (Co,Si)3B (structure type Fe3C) is formed. Coercivity of treated films increased to 24 000 A/m. It connected with crystallisation processes and the formation of multiphase structure. The annealing under tensile stress in this temperature interval 480 - 570 oC (5 min) did not alter the films structure. Size of the coherently diffracting domains increased up to 3 nm. Coercivity of treated films under tensile stress was 80 A/m. Originality. Annealing under tensile stress increased the thermal stability of amorphous phase. The crystallisation processes begins at temperature up to 570 oC, that expands the thermal interval stability of amorphous phase on 80-100 oC. It is possible that stress annealing stimulates the processes of amorphous phase separation into two phase with different short order and following formation of the phase mixture (Р-Со(В) и (Co,Si)3B) through eutectic crystallization. Practical value. Increase the thermal interval stability of amorphous phase will expand practical use in devices and precized apparatures.
References
Филиппов Б.Н., Губернаторов В.В., Драгошанский Ю.Н., Дмитриева Н.В., Ершов Н.В., Лукшина В.А., Потапов А.П./ Теоретические и технологические принципы создания магнитно-мягких материалов с новым уровнем функциональных характеристик / //Сб. тезисов Совещания по программе ОФН РАН новые материалы и структуры. Москва, Черноголовка: ИФТТ РАН,- 2006.- 121-122с.
Filipov B.N., Gubernatorov V.V., Dragoshanskiy U.N., Dmitrieva N.V., Ershov N.B., Lukshina V.A., Potapov A.P., Teoreticheskie i tehnologicheskie principi sozdaniay magnetomyagkih materealov s novim urovnem funkcionalnih haracteristic [Theoretic and technical principles of creation soft-magnetic materials with new function characteristics level].Sbornic tezisov soveshanie po programe OFN RAN novie materiali i strukturi[Abstracts book new materials and stractions] - Moscow,Chernogolovka Pupl., 2006, p. 121 - 122.
Теоретические и технологические принципы создания магнитно-мягких материалов с новым уровнем функциональных характеристик / Филиппов Б.Н., Губернаторов В.В., Драгошанский Ю.Н., Дмитриева Н.В., Ершов Н.В., Лукшина В.А., Потапов А.П. //Сб. тезисов Совещания по программе ОФН РАН новые материалы и структуры. Москва, Черноголовка: ИФТТ РАН,- 2007.- 124-125c
Filipov B.N., Gubernatorov V.V., Dragoshanskiy U.N., Dmitrieva N.V., Ershov N.B., Lukshina V.A., Potapov A.P., Teoreticheskie i tehnologicheskie principi sozdaniay magnetomyagkih materealov s novim urovnem funkcionalnih haracteristic [Theoretic and technical principles of creation soft-magnetic materials with new function characteristics level].Sbornic tezisov soveshanie po programe OFN RAN novie materiali i structuri[Abstracts book new materials and stractions] Moscow, Chernogolovka Pupl., 2007, p. 124 - 125.
McHenry, M.E., Willard, M.A., Laughlin, D.E.,Amorphous and nanocrystalline materials for applications or soft magnets/ M.E. McHenry, M.A. Willard, D.E. Laughlin, Progress in Materials Science, 1999 - 291-433p.
McHenry M.E., Willard M.A., Laughlin D.E.,Amorphous and nanocrystalline materials for applications or soft magnets/ M.E. McHenry, M.A. Willard, D.E. Laughlin, Progress in Materials Science, 1999. 291-433p.
Ohnuma, M., Ping, D., Abe, T., Onodera, H., Hono, K. Hono optimization of the microstructure and properties of Co-substituted Fe-Si-B-Nb-Cu nanocrystalline soft magnetic alloys/ M. Ohnuma, D.. Ping, T. Abe, H. Onodera, K. Hono - J. Appl.Phys., - 2003. - V. 93. - №11. - 9186- 9194p.
Ohnuma M., Ping D., Abe T., Onodera H., Hono K. Hono optimization of the microstructure and properties of Cosubstituted Fe-Si-B-Nb-Cu nanocrystalline soft magnetic alloys. J. Appl.Phys., - 2003. - V. 93. - №11. - 9186- 9194p.
Миркин Л. И Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. Москва. Гос. изд. физ. - мат. лит.,1961 г. 1961, - 863 с. Mirkin L.I., Spravochnic po rentgentostrukturnomu analizu[Hand book of x-ray analyze].Moscow. F.-M. Pupl., 1961.- 863p.
Кацнельсон А. А., Ренгенография. Спецпрактикум. Москва. Изд. Московского университета.1986. - 240с. Kacnelson A. A. Rentgenografiya.Specpraktikum.[ XRayanalyze]. Moscow. M.U. Pupl., 1986. - 240p.
Закалка из жидкого состояния / Мирошниченко И.- М.:Металлургия.-1982.-167с. Miroshnichenko I.S Zakalka iz zidkogo sostoyaniya [Quenching from liquid state]. Moscow, Metallurgical Pupl., 1982.167 p.
Bashev, V. F. Analiz teplovich rezhimov ochloczdeniay pri zakalke iz Rasplava [Analyze of thermalregimes at the quenching] / V. F. Bashev . – Analiz teplovich rezhimov ochloczdeniay pri zakalke iz Rasplava [Analyze of thermalregimes at the quenching] Visnik Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu [Bulletin of Dniproperovsk National University],1998, Issue№3, Volume 1 Fizika Pupl. 3-6p.
A. И. Китайгородский. / Рентгеноструктурный анализ / Москва. ГИТТЛ 1950г. A.I. Kitaygorodskiy / X-ray analyze / Moskow, SPTL,1950.
Магнитные материалы /Мишин Д.Д. - М.:Мир.- 1981.-336с. Mishin D. D. [Magnetic materials]. Moscow, Mir, 1981.336p
Miguel, C., Zhukov, A., del Val J. J., Gonzales J. Coercivity and induced magnetic anisotropy by stress/ or field annealing in Fe- and Co- based (Finemet - type) amorphous alloys/ C. Miguel, A. Zhukov, J. J. del Val, J. Gonzales - . J. Magn. Magn. Mater., 2005. - N 294. - 245-251p.
Miguel C., Zhukov, A., del Val J. J., Gonzales J. Coercivity and induced magnetic anisotropy by stress/ or field annealing in Fe- and Co- based (Finemet - type) amorphous alloys. J. Magn. Magn. Mater., 2005. - N 294. - 245-251p.
Gudoshnikov, S.A., Ljubimov, B.Ya., Palvanov, P.S., Prokhorova, Yu.V., Skomarovski, V.S., Usov, N.A., Torcunov, A.V. Influence of applied tensile stress on the magnetic behaviour of co-rich amorphous microwires/ S.A.Gudoshnikov, B.Ya. Ljubimov, P.S. Palvanov, Yu.V. Prokhorova, V.S. Skomarovski, N.A. Usov, A.V Torcunov -J. Phys.status Solidi,2009.-206,No4.-625-629 p.
Baranov, S.A . Magnetic properties of Co-based amorphous microwire/ S.A. Baranov. - J. Magn. Magn. Mater., 2003. - N 266. - 278-281p.
Кестер У., Герольд У. Кристаллизация металлических стекол. КестерУ., Герольд У.//Металлические стекла .-Москва Мир 1983 - 325-371c. Kester Y., Herold Y., /Crystallization of metallic glasses.- Moscow Pupl. MIR, 1983 - 325 - 371p.
Suryanarayana, C./ Bulk Metallic Glasses/CRC Press, Hoboken, ISBN:9781420085976
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).