The Structural Relaxation and its Influence on High Field Magnetization Processes

• Autorzy: Pietrusiewicz P. , Nabiałek M. , Szota M. , Dośpiał M. , Błoch K. , Bukowska A. , Gruszka K.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0107

Warianty tytułu

PL

Relaksacja strukturalna i jej wpływ na procesy magnesowania w silnych polach magnetycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper the results of the structural and magnetic investigation of Fe₆₁Co₁₀Y₈Zr₁B₂₀ alloy after solidification and isothermal annealing was presented. The isothermical annealing was carried out at 700 K for 1 h and 770 K for 3.5 h. For the structural investigation was performed by X-ray diffractometer equipped with a copper lamp. The results of (XRD) measurements showed the material in the state after the solidification and heat treatment is amorphous. Static hysteresis loops and initial magnetization curve was measured using vibrating magnetometer (VSM). The quality and quantity of structural defects in the sample after heat treatment was determined by indirect method using analyze the initial magnetization curve in accordance with the theory of Kronmüllera. These studies have shown that the annealing process has big influence to change significantly quantity of defects in amorphous structure as a result, there are changes of magnetic parameters such as saturation magnetization and field μ₀M_s coercivity H_c.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań strukturalnych i magnetycznych stopu Fe₆₁Co₁₀Y₈Zr₁B₂₀ w stanie po zestaleniu oraz po izotermicznym wygrzewaniu w temperaturze 700 K przez 1h i 770 K przez 3,5 h. Badania struktury wykonano przy użyciu dyfraktometru rentgenowskiego wyposażonego w lampę miedzianą. Wynik pomiarów (XRD) wykazał, że material w stanie po zestaleniu i obróbce termicznej jest amorficzny. Statyczne pętle histerezy i krzywą pierwotnego namagnesowania zmierzono za pomocą magnetometru wibracyjnego (VSM). Analizując krzywą pierwotnego namagnesowania i wykorzystując pośrednią metodę wyznaczania defektów strukturalnych zgodnie z teorią H. Kronmüllera wyznaczono jakość i ilość tych defektów w próbce w stanie po zestaleniu i po izotermicznym wygrzewaniu. Badania te wykazały że proces wygrzewania istotnie wypływa na zmiany zdefektowania struktury amorficznej w wyniku czego zachodzą zmiany parametrów magnetycznych takich jak magnetyzacja nasycenia μ₀M_s i pole koercji H_c.

Słowa kluczowe

EN

high magnetic field; metallic glasses; magnetization; structural defects; relaxation

PL

silne pole magnetyczne; szkło metaliczne; magnesowanie; defekty strukturalne; relaksacja

• 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. 2
• Strony: 659--662
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pietrusiewicz P.

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

autor

Nabiałek M.

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

autor

Szota M.

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

autor

Dośpiał M.

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

autor

Błoch K.

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

autor

Bukowska A.

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

autor

Gruszka K.

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

Bibliografia

• [1] A. Inoue, N. Yano, T. Masumoto, Production of metal-zirconium type amorphous wires and their mechanical strength and structural relaxation, J. Mater. Science 19, 3786-3795 (1984).
• [2] W. H. Wang, C. Dong, C. H. Shek, Bulk metallic glasses, Materials Science and Engineering R 44, 45-89 (2004).
• [3] M. Nabiałek, M. Dośpiał, M. Szota, J. Olszewski, S. Walter s, Manufacturing of the bulk amorphous Fe61Co10Zr2+xHf3-xW2Y2B20 alloys (wherex= 1, 2, 3) their microstructure, magnetic and mechanical properties, J. Alloys Compd. 509, S155-S160 (2011).
• [4] S. Lesz, R. Babilas, M. Nabiałek, M. Szota, M. Dośpiał, R. Nowosielski, The characterization of structure, thermal stability and magnetic properties of Fe-Co-B-Si-Nb bulk amorphous and nanocrystalline alloys, J. Alloys Compd. 509, S197-S201 (2011).
• [5] H. Kronmüller, Micromagnetism and microstructure of amorphous alloys, Journal of Applied Physics 52, 3, 1859-1864 (1981).
• [6] H. Lange, H. Kronmüller, Low temperature magnetization of sputtered amorphous Fe-Ni-Bfilms, Phys. Stat. sol. (a) 95, 621-633 (1986).
• [7] F. Brailsford, Materiały magnetyczne, Poznań 1964 wydawnictwo PWN.
• [8] M. Vazquez, W. Fernengel, H. Kronmüller, Approach to magnetic saturation in rapidly quenched amorphous alloys, Phys. Stat. sol. (a) 115, 547-553 (1989).
• [9] M. Hirscher, R. Reisser, R. Würschum, H.-E. Schaefer, H. Kronmüller, Magnetic after-effect and approach to ferromagnetic saturation in nanocrystalline iron Journal of Magnetism and Magnetic Materials 146, 117-122 (1995).
• [10] M. Nabiałek, M. Szota, M. Dośpiał, P. Pietrusiewicz, S. Walters, Influence of structural defects on the magnetization process in high-magnetic fields in the Fe61Co10Y8Nb1B20 alloy in the form of ribbons and plates, J. of Mag. and Magnet. Mater. 322, 3377-3380 (2010).
• [11] M. Nabiałek, M.Dośpiał, M. Szota, P. Pietrusiewicz, Influence of Solidification Speed on Quality and Quantity of Structural Defects in Fe61Co10Zr2.5Hf2.5Y2W2B20 Amorphous Alloy, Materials Science Forum 654-656, 1074-1077 (2010).
• [12] T. Holstein, H. Primakoff, Field dependence of the intrinsic domain magnetization ofaferromagnet, Phys. Rev. 58, 1098-1113 (1940).
• [13] T. Holstein, H. Primakoff, Magnetization near saturation in polycrystalline ferromagnets, Phys. Rev. 59, 388-394 (1941).
• [14] B. G. Shen, R. F. Xu, J. G. Zhao, W. S. Zhan, Effect of composition on Curie temperature, magnetic moment, and high-field susceptibility of amorphous Fe90-xMxZr10( M = V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Si and B ) alloys Phys. Rev. B 43 (13), 11005-11009 (1991).
• [15] K. A. Gallagher, M. A. Willard, V. N. Zabenkin, D. E. Laughlin, M. E. Mc Henry, Distributed exchange interaction and temperature dependent magnetization in amorphous Fe88-x Cox Zr7 B4 Co1 alloys; J. Appl. Phys. 85 (8), 5130-5132 (1999).