Własności magnetyczne i nadstruktura stopu Fe-6,5%Si otrzymanego metodą CVD.

• Autorzy: Ciurzyńska W. , Wysłocki B. , Zbroszczyk J. , Olszewski J. , Szymura S. , Hasiak M. , Błachowicz A.

Warianty tytułu

EN

Magnetic properties and microstructure of Fe-6.5%Si alloy obtained by the CVD method.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano mikrostrukturę i własności magnetyczne (podatność magnetyczną (chi), jej dezakomodację (Delta (1/chi)), tangens kąta strat (tg delta2) i straty z histerezy rotacyjnej (Wr) stopu Fe-6,5%Si otrzymanego metodą dyfuzyjnego nasycania krzemem (chemical vapour deposition method (CVD)) klasycznych blach transformatorowych. Stwierdzono, że w próbkach w stanie wyjściowym i wygrzanych w 773 K występuje tylko uporządkowanie atomów bliskiego zasięgu (short range order). Natomiast w próbkach wygrzewanych w 1373 K rodzaj uporządkowania atomów zależy od szybkości chłodzenia i czasu starzenia w 973 K. W próbkach wygrzewanych w 1373 K przez 1 h, a następnie starzonych z piecem, występuje mieszanina uporządkowana bliskiego zasięgu atomów i dalekiego zasięgu typu B2. Starzenie tych próbek w temperaturze 973 K przez 8 i 20 godzin nie zmienia typu uporządkowania atomów. W próbkach wygrzewanych w 1373 K i chłodzonych w wodzie obserwuje się tylko uporządkowanie bliskiego zasięgu. Po starzeniu tych próbek w 973 K przez 20 godzin, w połowie objętości próbki następuje zmiana uporządkowania bliskiego zasięgu na uporządkowanie dalekiego zasięgu atomów typu Fe7Si. Podatność magnetyczna (chi) mierzona w temperaturze pokojowej maleje po starzeniu próbek w 773 K przez 1 h. Spadek ten może być związany z wydzieleniami Fe3C, które mogą być centrami hamowania ścian domenowych. Natomiast wygrzanie próbek w 1373 K przez 1 h powoduje wzrost podatności w porównaniu z próbkami w stanie wyjściowym. Ponadto wyższą wartość podatności otrzymuje się dla próbek, w których występuje uporządkowanie bliskiego zasięgu. Podatność magnetyczna nie zmienia się po obróbce cieplnej, która nie powoduje zmiany typu uporządkowania atomów. Zmiana typu uporządkowania (z uporządkowania bliskiego zasięgu na mieszaninę uporzadkowania bliskiego i dalekiego zasięgu typu Fe7Si) dla próbek wygrzewanych w 1373 K przez 1 h i chłodzonych w wodzie, a następnie starzonych w 973 K, prowadzi do wzrostu dezakomodacji podatności magnetycznej. Krzywe (tg delta2 - tg delta120)/tg delta2=f(T) wykazują dwa maksima w temperaturach 270 i 320 K. W słabych polach (H<50kA/m) straty z histerezy rotacyjnej rosną liniowo z natężeniem pola magnesującego. Zmiany te są związane z nieodwracalnym ruchem 180 stopni ścian Blocha. Maksimum strat z histerezy rotacyjnej występuje przy polu magnesującym H=75 kA/m. W wyższych polach (H>75 kA/m) straty wyraźnie maleją ze względu na zmniejszanie się energii ścian domenowych.

EN

The microstructure and magnetic properties i.e. the magnetic susceptibility (chi), its disaccommodation (Delta(1/chi)) tangent angle losses (tg delta2) and rotational hysteresis losses for the Fe-6.5% wt. Si alloy obtained by the chemical vapour deposition method (CVD) were investigated. It was stated that in the as-quenchened samples and annealed samples at 773 K only the short range order of atoms occurs. However, the type of the order in the samples annealed at 1373 K depends on the cooling rate and the time of subsequent ageing at 973 K. The mixture of the long range order of B2 type and the short range order occurs in the samples annealed at 1373 K for 1 h and then cooled with a furnace. Moreover, the type of the order does not change after ageing of these samples at 973 K for 8 and 20 hours. However, in the samples annealed at 1373 K and then cooled in water the short range order is found. After ageing of these samples at 973 K for 20 hours, the transformation from the short to long range order of atoms (Fe7Si-type) in the part of the sample volume is observed. The magnetic susceptibility chi measured at room temperature decreases after annealing the samples at 773 K for 1 h. This effect may be connected with precipitations of Fe3C which act as piuning centers of the domain walls. However, the magnetic susceptibility increases after annealing the samples at 1373 K for 1 h as compared to the as-received state. Furthermore, the higher value of susceptibility is obtained for the samples in which the short range order of atoms was found. The magnetic susceptibility does not change after ageing of the samples in which no changes of a type of order occur. The change of the order type (from the short range order to the mixture of the short and long range order of the Fe7Si-type) in the samples annealed at 1373 K for 1 h, then cooled in water and subsequently aged at 973 K leads to the increase of the magnetic susceptibility disaccomodation. As for the curves of (tg delta2-tg delta120)/tg delta2=f(T), they exhibit two maxima at 270 and 320 K. In weak fields (H<50 kA/m) the rotational hysteresis losses increase linearly with the intensity of the magnetizing field. This is attriuted to the irreversible movement of 180 degrees Bloch walls. The maximum of the losses is reached at about 75 kA/m. In high fields (H>75 kA/m) the losses diminish due to the decrease of the domain wall energy.

Słowa kluczowe

PL

właściwości magnetyczne; mikrostruktura; żelazo; krzem; stop; CVD; wyżarzanie; chłodzenie; starzenie; histereza rotacyjna

EN

magnetic properties; microstructure; iron; silicon; alloy; CVD; annealing; cooling; ageing; rotational hysteresis

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 1998
• Tom: R. XIX, nr 6
• Strony: 1363--1367
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Ciurzyńska W.

• Katedra Fizyki, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej

autor

Wysłocki B.

• Katedra Fizyki, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej

autor

Zbroszczyk J.

• Katedra Fizyki, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej

autor

Olszewski J.

• Katedra Fizyki, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej

autor

Szymura S.

• Katedra Fizyki, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej

autor

Hasiak M.

• Katedra Fizyki, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej

autor

Błachowicz A.

• Katedra Fizyki, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej

• Politechnika Częstochowska, Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• [1] Bozorth R. M.: Ferromagnetism, D. Van Nostrand co, Inc, N. Y., 1952
• [2] Narita K., Teshima N., Mori Y., Enokizono M.: IEEE Trans. Magnetics 17, 1981, 2857
• [3] Arai K. I., Tsuya N., Ohmori K., Matsuoka T., Shimanake M.: IEEE Trans. Magnetics 18, 1982, 1418
• [4] Tsuya N., Arai K. 1., Ohmori K., Shimanake M., Kan T.; IEEE Trans. Magnetics 16. 1980, 728
• [5] Arai K. I., Tsuya N.: IEEE Trans. Magnetics 16, 1980, 126
• [6] Arai K. I., Tsuya N., Ohmori K.: IEEE Trans. Magnetics 17, 1981, 3154
• [7] Narita K., Enokizono M., Teshima M., Mori Y.: J. Magn. Magn. Mater. 19, 1980, 143
• [8] Tenwick M. J. Davies H. A.: Proc. Rap. Quenched Metals, S. Steeb, H. Warlimont, Elsevier Science Publ. B.V., 1985, 1639
• [9] Viala B., Degauque J., Baricco M., Ferrara E., Pasquale M., Fiorillo F.: J. Magn. Magn. Mater. 160, 1996, 315
• [10] Chang C. F., Bye R. L, Laxmanan V., Das S. K.: JEEE Trans. Magn. MAG-20, 1984, 553
• [11] Yamaji T., Abe M., Takada Y., Okada K., Hirani T.: J. Magn. Magn. Mater. 133, 1994, 187
• [12] Ninomiya H., Tamaka Y., Hiura A., Takada Y.: J. Appl. Phys. 69, 1991, 5358
• [13] Crottier-Combe S., Audisio S., Degauque J., Porteseil J. L., Ferrara E., Pasquale M., Fiorillo F.: J. Magn. Magn. Mater. 160, 1996, 151
• [14] Swann P. R., Granäs L., Lehtien B.: Met. Sci. 9, 1975, 90
• [15] Arai K. I., Ohmori K., Miura H., Tsuya N.: IEEE Trans. Magn. 20, 1984, 1 1469
• [16] Enokizono M., Teshima M., Narita K.; IEEE Trans. Magn. 18, 1982, 1007 1
• [17] Degauque J., Bouchara D., Fagot M., Bras J., Redoules J. P.: Chomel Ph and Astie B., IEEE Trans. Magn. 26, 1990, 2220
• [18] Ciurzyńska W., Zbroszczyk J., Olszewski J., Frąckowiak J., Narita K.: J. Magn. Magn. Mater. 133, 1994, 351
• [19] Ciurzyńska W., Zbroszczyk J., Olszewski J., Frackowiak J., Świerczek J., Wysłocki B., Szymura S.: J. Magn. Magn. Mater. 140-144, 1995, 87
• [20] Zbroszczyk J., Ciurzyńska W. H., Tanaka Y., Enokizono M., Olszewski Hasiak M.: J. Magn. Magn. Mater. 160, 1996, 141
• [21] Rudman P. S.: Acta Metall, 8, 1960, 321
• [22] Cowley J. M.; Phys. Rev., 120, 1960, 1648
• [23] Zbroszczyk J., Drabecki J., Wysłocki B.: IEEE Trans. Magn. 17, 1981, 1275
• [24] Zbroszczyk J., Drabecki J., Wysłocki B.: Acta Phys. Polon. A59, 1981, 739
• [25] Rasek J. Acta Phys. Polon. A44, 1973, 85