Отримання експериментальних даних про вплив іонізуючого опромінення на структуру та магнітні властивості аморфних і нанокристалічних сплавів на основі системи Fe Si-B. Результати досідження, їх аналіз та встановлення основних механізмів цього впливу.
Аннотация к работе
Вони набувають широкого застосування в якості індуктивних елементів електронної та електротехнічної апаратури. Особливе місце належить аморфним сплавам на основі Fe-Si-В (типу Metglas), що характеризуються високими значеннями індукції насичення та магнітної проникності, низькими втратами на перемагнічування, великим питомим електроопором. Нанокристалічні металеві сплави на основі системи Fe-Si-B-Cu-Nb (типу Finemet) отримують шляхом часткової кристалізації аморфних стрічок. Завдяки відмінним магнітним властивостям аморфні і нанокристалічні сплави на основі системи Fe-Si-B використовують для виготовлення елементів електротехнічної апаратури (силових трансформаторів, малогабаритних трансформаторів, що працюють на середніх та високих частотах, дроселів). На сьогоднішій день практично відсутні літературні дані, що стосуються дослідження впливу опромінення на структуру і властивості аморфних і нанокристалічних сплавів даної системи.Метою роботи є отримання експериментальних даних про вплив іонізуючого опромінення на структуру та магнітні властивості аморфних і нанокристалічних сплавів на основі системи Fe-Si-B, їх аналіз та встановлення основних механізмів цього впливу. Вивчення впливу електронного і гама-опромінення на динаміку змін структурних і магнітних характеристик аморфних сплавів системи Fe-Si-B та впливу гама-опромінення на динаміку змін магнітних характеристик нанокристалічних сплавів на основі системи Fe-Si-B-Nb-Cu.Напрям та величина змін температури кристалізації, електричного опору, температури Кюрі, інших магнітних характеристик АМС під дією цих видів радіації істотно залежить від їх хімічних складів. На цій основі сформульована постановка задачі дослідження: дослідити вплив електронного і ?-опромінення на структуру та магнітні властивості аморфних та вплив ?-опромінення на магнітні властивості нанокристалічних сплавів на основі системи Fe-Si-B.Обєктами дослідження були аморфні сплави (MG-сплави) двох базових систем Fe-Si6B14-(Ni, Mo) і Fe-Si2B16-(Ni, Mo), та нанокристалічні сплави (FM-сплави) - Fe-Si-B-Cu-Nb-Co. Досліджувались як вихідні (не відпалені), так і відпалені в оптимальному, з точки зору магнітних властивостей, режимі (Т = 420 0С, t = 15 хв) MG-сплави. Вимірювання структурного фактора і частки кристалічної фази в MG-сплавах проводилось рентгено-дифракційним методом на дифрактометрі ДРОН-3. Індукційно-безперервним методом та методом визначення фактора індуктивності проводились вимірювання магнітних характеристик (магнітної проникності ?, півширини динамічної петлі гістерезису Hc, індукції насичення Bs) кільцевидних магнітопроводів, виготовлених із MG-і FM-сплавів.представлено результати впливу електронного та ?-опромінення на структурний фактор вихідних (не відпалених) сплавів на основі Fe-Si-B, впливу електронного опромінення на температуру Кюрі та температуру кристалізації цих матеріалів та впливу електронного опромінення при кімнатній температурі на зміну частки кристалічної фази в аморфно-кристалічному сплаві Fe80Si6B14. Висота першого максимуму структурного фактора сплаву MG-1 після радіаційної обробки зменшується, а MG-5 - збільшується.Як відомо, на відміну від структурних характеристик, ефект впливу легування на чутливість початкової магнітної проникності ?і до радіаційної обробки виявляється протилежним. Найбільші відносні зміни ?і (27 - 29 %) спостерігаються для сплаву MG-6, в якому концентрація Ni становить 1 %, а Mo - 3 %. Для сплавів MG-7, MG-8, в яких концентрація атомів Ni становить 3,5 %, а Mo - відповідно, 1 і 3 %, відносні зміни ?і становлять 16 - 23 %. Це означає, що радіаційна чутливість початкової магнітної проникності цих матеріалів визначається не змінами інтегральних параметрів БП, а їх концентраційною неоднорідністю. Вплив опромінення на динаміку часових змін початкової магнітної проникності відпалених в оптимальному режимі MG-сплавів відображено .Опромінення проводилось як перед термообробкою (? ТО), так і після (ТО ?).Встановлено, що величина і напрям змін висоти першого максимуму структурного фактора, температури Кюрі, температури кристалізації сплавів Fe-Si-B під дією опромінення істотно залежать від концентрацій кремнію і бору в їхньому складі. Показано, що відмінність впливу опромінення на ближній порядок і процес кристалізації в аморфних сплавах Fe-Si-B може бути повязана з різними механізмами радіаційно-стимульованої дифузії атомів кремнію і бору.
План
Вступ
1 Мета роботи і задачі дослідження
2 Теоретичні дані
3 Експериментальні методи обробки результатів досліджень
4 Результати досліджень впливу опромінення на магнітні характеристики вихідних та термооброблених MG-сплавів та їх часову стабільність
Висновки
Література
Вывод
1. Встановлено, що електронне опромінення при кімнатній температурі приводить до росту існуючих кристалів в аморфно-кристалічних сплавах Fe-Si-B.
2. Запропоновано два механізми впливу опромінення на структуру аморфних сплавів Fe-Si-B: радіаційно-стимульована релаксація і розупорядкування.
3. Встановлено, що величина і напрям змін висоти першого максимуму структурного фактора, температури Кюрі, температури кристалізації сплавів Fe-Si-B під дією опромінення істотно залежать від концентрацій кремнію і бору в їхньому складі. Показано, що відмінність впливу опромінення на ближній порядок і процес кристалізації в аморфних сплавах Fe-Si-B може бути повязана з різними механізмами радіаційно-стимульованої дифузії атомів кремнію і бору. Кремній дифундує за механізмом заміщення, бор - за міжвузловинним.
4. Встановлено, що легування нікелем і молібденом приводить до зменшення чутливості до опромінення висоти першого максимуму структурного фактора, температури Кюрі і температури кристалізації і до збільшення чутливості магнітної проникності аморфних сплавів на основі системи Fe-Si-B. Ці результати свідчать про утворення збагачених бором кластерів навколо атомів молібдену, які можуть приводити до зменшення коефіцієнту дифузії бору і зниження рухливості доменних стінок при перемагнічуванні.
Список литературы
Полотнюк В.В., Шалаев А.М., Котов В.В., Ефимова Т.В., Власак Г., Шкапа В.М. Изменения локальной структуры аморфных сплавов Fe85-XCOXB15 в зависимости от содержания Со и облучения ?-квантами // Металлофизика. - 1991 - 13, №7 - С. 97 - 103.
Поварчук В.Ю., Неймаш В.Б., Крайчинський А.М., Носенко В.К., Маслов В.В. Вплив електронного опромінення на температуру Кюрі та температуру кристалізації аморфних сплавів Fe-Si-B // Труды XVI Международной конференции по физике радиационных явлений и радиационному материаловедению. - Алушта (Украина). - 2004 - С. 103 - 104.
Аморфные металлические сплавы. Под ред. Люборского Ф.Е. / Пер. с англ. Под. ред. Прокошина. - М.: Металлургия, 1987. - 518. с.
Вонсовский С.В., Шур Я.С. Ферромагнетизм. - М.: ОГИЗ Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1948. - С. 816.
Беднарська Л., Ковбуз М., Білик О., Гореча М. Взаємозвязок складу та корозійної стійкості ряду аморфних сплавів на основі заліза. / Матеріали міжнародної конференції-виставки "Проблеми корозії і протикорозійного захисту матеріалів", КОРОЗІЯ-98, 9-11червня 1998, Львів.-с.259 - 261.
Walter J.L., Bacon F., Luborsky F.E. The ductile-brittle transition of some amorphous alloys // Mater. Sci. and Eng. - 1976. - 24, №2. - P. 239 - 245.