Effect of Cooling Rate on Magnetic Properties, Size and Type of Structural Defects in the Volume of Bulk Amorphous Fe₃₆ Co₃₆ B₁₉ Si₅ Nn₄ Alloy in the Form of Rods of Various Diameters

• Autorzy: Nabiałek M. , Dobrzańska-Danikiewicz A. , Lesz S. , Pietrusiewicz P. , Szota M. , Dośpiał M.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0043

Warianty tytułu

PL

Wpływ prędkości chłodzenia na właściwości magnetyczne, wielkość i rodzaj defektów strukturalnych w stopie amorficznym Fe₃₆ Co₃₆ B₁₉ Si₅ Nn₄ w postaci prętów o różnych średnicach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of microstructure and magnetic properties analysis for bulk amorphous samples of Fe₃₆ Co₃₆ B₁₉ Si₅ Nn₄ alloy in the form of rods of 1 mm, 2 mm, and 3 mm diameters in the as-cast state, produced using the method of injecting liquid alloy into cooled copper mold. The main purpose of the research was to examine the effect of solidification speed of the liquid material into amorphous state on the shape of initial magnetization curve as well as to determine the type and size of structural defects occurring in the volume of the material. In order to achieve these objectives, the magnetization measurements were carried out, which according to H. Kronmüller’s theory on magnetization behavior near the area called reaching the ferromagnetic saturation, allow to determine the type, size, and surface density of structural defects occurring in the volume of the sample. The analysis of reduced magnetization curves indicates that solidification speed of the liquid alloy into the amorphous state is the main determining factor for the shape of initial magnetization curve and for the type and size of structural defects formed in the sample, which affects such magnetic parameters as: coercive field (HC) or saturation magnetization (MS).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury oraz właściwości magnetycznych masywnego stopu amorficznego Fe₃₆ Co₃₆ B₁₉ Si₅ Nn₄ w stanie po zestaleniu. Próbki stopu zostały wytworzone w postaci prętów o średnicy 1 mm, 2 mm i 3 mm przy zastosowaniu metody wtłaczania ciekłego materiału do miedzianej formy chłodzonej wodą. Mikrostrukturę próbek w stanie po zestaleniu badano wykorzystując dyfrakcję promieni Rontgena. natomiast magnetyzację w silnych polach magnetycznych mierzono wykorzystując magnetometr wibracyjny (VSM). Głównym celem pracy było zbadanie wpływu czasu zestalania ciekłego materiału do stałego stanu amorficznego na przebieg pierwotnej krzywej magnesowania oraz określenie rodzaju i wielkości defektów strukturalnych występujących w badanych próbkach.

Słowa kluczowe

EN

bulk amorphous alloys; point defects; quasi-dislocalized dipoles

PL

masywne stopy amorficzne; defekty strukturalne

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 1
• Strony: 263--268
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nabiałek M.

• Institute of Physics, Częstochowa University of Technology, 19 Armii Krajowej Av., 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Dobrzańska-Danikiewicz A.

• Institute of Engineering and Biomaterials, Silesian University of Technology, 18a Konarskiego Av, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Lesz S.

• Institute of Engineering and Biomaterials, Silesian University of Technology, 18a Konarskiego Av, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Pietrusiewicz P.

• Institute of Physics, Częstochowa University of Technology, 19 Armii Krajowej Av., 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Szota M.

• Institute of Material Science, 19 Armii Krajowej Av., 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Dośpiał M.

• Institute of Physics, Częstochowa University of Technology, 19 Armii Krajowej Av., 42-200 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• [1] K. Q. Qiu, H. F. Zhang, A. M. Wang, B. Z. Ding, Z. Q. Hu, Glass-forming ability and thermal stability of Nd70-x Fe20Al10Yx alloys, Acta Mater. 50, 3567-3578 (2002).
• [2] M. Nabialek, M. Dospial, M. Szota, J. Olszewski, S. Walters, Manufacturing of the bulk amorphous Fe61Co10Zr2+x Hf3-xW2Y2B20 alloys (where x= 1, 2, 3) their microstructure, magnetic and mechanical properties, J. Alloys Cmpd. 509S, S155-S160 (2011).
• [3] J. Gondro, J. Zbroszczyk, W. Ciurzyńska, J. Olszewski, M. Nabiałek, K. Sobczyk, J. Świerczek, A. Łukiewska, Structure and soft magnetic properties of bulk amorphous (Fe0.61Co0.10Zr0.025W0.02Hf0.025Ti0.02B0.20)96Y4 alloy, Archives of Metallurgy and Materials 55(1), 85-90 (2010).
• [4] J. Olszewski, J. Zbroszczyk, K. Sobczyk, W. Ciurzyńska, P. Bragiel, M. Nabiałek, J. Świerczek, M. Hasiak, A. Łukiewska, Thermal stability and crystallization of iron and cobalt - Based bulk amorphous alloys, Acta Physica Polonica A 114(6), 1659-1666 (2008).
• [5] K. Sobczyk, J. Zbroszczyk, M. Nabiałek, J. Olszewski, P. Bragiel, J. Swierczek, W. Ciurzynska, A. Łukiewska, M. Lubas, M. Szota, Microstructure, magnetic properties and crystalization behaviour of bulk amorphous Fe61Co10Zr2.5Hf2.5Ni2W21B20 alloy, Archives of Metallurgy and Materials 53(3), 855-860 (2008).
• [6] M. Nabialek, M. Dospial, M. Szota, P. Pietrusiewicz, J. Jedryka, Investigation of the Thermal and Magnetic Properties of Fe61Co10Zr2.5Hf2.5Me2W2B20 (Me = Y, Nb, W, Ti, Mo, Ni) Bulk Amorphous Alloys Obtained by an Induction Suction Metod, J. Alloys Cmpd. 509, 3382-3386 (2011).
• [7] Z. P. Liu, C. T. Liu, J. Mater. Sci. 39, 3965 (2004).
• [8] B. Yang, C. T. Liu, T. G. Nieh, M. L. Morrison, P. K. Liaw, R. A. Buchanan, J. Mater. Res. 21, 915-23 (2006).
• [9] A. Inoue, Acta Mater 48, 279-306 (2000).
• [10] W. H. Wang, M. X. Pan, D. Q. Zhao, Y. Hu, H. Y. Bai, J Phys Condens Matter 16, 3719-23 (2004).
• [11] H. Kronmüller, Micromagnetism and microstructure of amorphous alloys, J. Appl. Phys. 52, 1859-1864 (1981).
• [12] H. Kronmüller, Micromagnetism in Amorphous Alloys, IEEE Trans. Magn. 15 1218-1225 (1979).
• [13] N. Lenge, H. Kronmüller, Low Temperature Magnetization of Sputtered Amorphous Fe-Ni-B Films, Phys. Stat. sol. (a) 95, 621-633 (1986).
• [14] M. Vazqeuez, W. Fernengel, H. Kronmüller, Approach to Magnetic Saturation in Rapidly Quenched Amorphous Alloys, phys. Stat. sol. (a) 115, 547-553 (1989).
• [15] T. Holstein, H. Primakoff, Magnetization Near Saturation in Polycrystalline Ferromagnets, Phys. Rev. 59, 388-394 (1941).
• [16] O. Kohmoto, High-field magnetization curves of amorphous alloys, J. Appl. Phys. 53, 7486-7490 (1982).
• [17] F. Carmona, V. Madurga, M. Vázquez, Approachto magnetic saturation in (Co0.95Fe0.05)75Si15B10 amorphous alloy, J. of Magn. Magn. Mater. 62, 68-70 (1986).
• [18] A. Inoue, B. Shen, A. Takeuchi, Fabrication, properties and applications of bulk glassy alloys in late transition metal-based systems, Mater. Sci. Eng. A441, 18-25 (2006).
• [19] M. Stoica, R. Li, A. Reza , Yavari, G. Vaughan, J. Eckert, N. Van Steenberge, D. Ruiz Romera, Thermal stability and magnetic properties of Fe- Co BSi Nb bulk metallic glasses 504S, S123-S128 (2010).