Microstmcture and magnetic properties of the Fe-Co-Zr-Mo-W-B bulk glassy alloys

• Autorzy: Pawlik P. , Pawlik K. , Davies H. J. , Wysłocki J. J. , Leonowicz M. , Kaszuwara W.

Warianty tytułu

PL

Mikrostruktura i właściwości magnetyczne masywnych stopów amorficznych typu Fe-Co-Zr-Mo-W-B

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The microstructure and magnetic properties of bulk glassy Fe6i-xCo7+xZrioMo5W2Bi5 (where x=0, 2, 4) alloy samples in the form of suction-cast rods and tubes and melt-spun ribbons, were investigated. Para- to ferromagnetic ordering transition was observed with increasing Co contents, so that the x=0 alloy was paramagnetic, while the x=4 alloy demonstrated ferromagnetic ordering at room temperature. Analysis of Móssbauer spectra for the amorphous rod, tube and ribbon samples allowed the determination of hyperfine parameters for the amorphous phase. This confirmed paramagnetic ordering of the x=0 alloy amorphous samples. Further analysis of spectra, revealed two non-equivalent surroundings for Fe atoms in the amorphous microstructure, similar to those observed for Fe6oCo8ZrioMo5W2Bi5 rod samples. Similar analysis carried out on amorphous ribbon and rod samples of the x=4 alloy shoved ferromagnetic ordering. The hyperfine field Bhf distributions calculated from the Móssbauer spectra, also indicated non-equivalent surroundings for the Fe atoms. Furthermore, different Bhf distributions were observed for samples produced by various rapid solidification methods. Differential thermal analysis (DTA) revealed a multi-stage crystallization process that is broadly consistent with the Fe sites resolved from the Móssbauer fitting.

PL

W pracy przedstawiono badania mikrostruktury oraz właściwości magnetycznych masywnych stopów amorficznych o składzie: Fe6i-xCo7+xZrioMo5W2B15 (gdzie x=0, 2, 4) wytwarzanych poprzez zasysanie roztopionych łukowo stopów do miedzianej formy chłodzonej wodą oraz jednokierunkowe szybkie chłodzenie na wirującym miedzianym bębnie. Wraz ze wzrostem zawartości Co w składzie stopu obserwuje się znaczny wzrost wartości temperatury Curie próbek amorficznych. Szkła metaliczne stopu zawierającego 7% at. Co wykazują właściwości paramagnetyczne, zaś amorficzny stop zawierający 11% at. Co jest ferromagnetykiem w temperaturze otoczenia. Analiza widm móssbauerowskich prowadzona dla prętów, rurek oraz taśm, pozwoliła na określenie parametrów nadsubtelnych widm odpowiadających różnym otoczeniom atomów żelaza w fazie amorficznej. Badania mossbauerowskie potwierdziły istnienie paramagnetycznego uporządkowania dla próbek amorficznych stopu Fe6iCo7Zr,oMo5W2B15. Dalsza analiza tych widm wykazała istnienie dwu nierównoważnych pozycji atomów żelaza w mikrostrukturze amorficznej, podobnych do obserwowanych w amorficznych prętach stopu Fe6oCo8Zri0Mo5W2B|5. Analiza widm móssbauerowskich amorficznych taśm i prętów stopu Fe57CoiiZrioMo5W2B|5 wykazała istnienie uporządkowania ferromagnetycznego w badanych próbkach. Rozkłady pól nadsubtelnych na jądrach żelaza Bhf, obliczone dla poszczególnych widm móssbauerowskich również w tym przypadku wskazują na istnienie nierównoważnych pozycji atomów żelaza w strukturze amorficznej. Ponadto dla próbek ferromagnetycznych stopu Fe57CoiiZrioMo5W2Bis obserwuje się zmianę rozkładu pól nadsubtelnych w zależności od zastosowanej metody szybkiego chłodzenia. Analiza krzywych DTA wykazała wielostopniowy proces krystalizacji, który można powiązać z istnieniem różnych otoczeń atomów Fe w fazie amorficznej uzyskanych z badań móssbauerowskich.

Słowa kluczowe

PL

stopy amorficzne Fe-Co-Zr-Mo-W-B; właściwości magnetyczne; badania mossbauerowskie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 324--329
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pawlik P.

autor

Pawlik K.

autor

Davies H. J.

autor

Wysłocki J. J.

autor

Leonowicz M.

autor

Kaszuwara W.

• Institute of Physics, Czestochowa University of technology, Czestochowa, Poland

Bibliografia

• [1] M. Stoica, J. Eckert, S. Roth, L. Shultz: “Preparation of bulk amorphous Fe–Cr–Mo–Ga–P–C–B alloys by copper mold casting”, Mater. Sci. Eng. A, Vol. 375–377 (2004) 399–402.
• [2] A. Inoue, T. Zhang, T. Itoi, A. Takeuchi: “New Fe-Co-Ni-Zr-B Amorphous Alloys with Wide Supercooled Liquid Regions and Good Soft Magnetic Properties”, Mater. Trans., JIM, Vol. 38 (1997) 359.
• [3] W. Zhang, A. Inoue: “Formation and Magnetic Properties of Bulk Glassy Fe-Co-Nd-Dy-B Alloys with High Boron Concetrations” , Mater. Trans., JIM, Vol. 41 (2000) 1679-1682.
• [4] S. Pang, T. Zhang, K. Asami, A. Inoue: “New Fe-Cr-Mo-(Nb, Ta)-C-B Glassy Alloys with High Glass-Forming Ability and Good Corrosion Resistance”, Mater. Trans., JIM, Vol. 42 (2001) 376-379.
• [5] A. Inoue: “Stabilization of Metallic Supercooled Liquid and Bulk Amorphous Alloys”, Acta Mater., Vol. 48 (2000) 279-306.
• [6] P. Pawlik , H.A. Davies: “The bulk glass forming abilities and mechanical and magnetic properties of Fe–Co–Zr–Mo–W–B alloys”, J. Non-Cryst. Sol., Vol. 329 (2003) 17–21.
• [7] J. Zbroszczyk_, J. Olszewski, W. Ciurzyńska, M. Nabiałek, P. Pawlik, M. Hasiak, A. Łukiewska, K. Perduta: „Glass-forming ability and magnetic properties of bulk Fe61Co10Zr2.5Hf2.5 W4-yMeyB20 (y = 0 or 2, Me = Mo, Nb, Ti) alloys”, J. Magn. Magn. Mater., Vol. 304 (2006) e724–e726.
• [8] D.Y. Liu, W.S. Sun, A.M. Wang, H.F. Zhang, Z.Q. Hu: “Preparation, thermal stability, and magnetic properties of Fe– (2004) 249–253.
• [9] S.M. Fries, C.L. Chien, H.G. Wagner, U. Gonser: “ Mixed hyperfine interaction in amorphous Fe-Zr sputtered films in external magnetic fields—a 57Fe Mössbauer study”, Hyperfine Interact. Vol. 27 (1986) 405.
• [10] H.A. Davies, “Metallic glass formation”, Amorphous Metallic Alloys, ed. F.E. Luborsky, Butterworths, London, 1983, 8-25.
• [11] P. Pawlik, K. Pawlik, A. Przybył: “Investigation of the cooling rate in the suction casting process”, International Symposium on Metastable and Nano Materials ISMANAM 2006, 27th - 31st August 2006, Warsaw, Poland
• [12] Q.J. Chen, H.B. Fan, L. Ye, S. Ringer, J.F. Sun, J. Shen, D.G. McCartney: “Enhanced glass forming ability of Fe–Co–Zr–Mo– W–B alloys with Ni addition”, Mater. Sci. Eng., A, Vol. 402 (2005) 188–192
• [13] Z.P. Lu, C.T. Liu, J.R. Thompson, W.D. Porter: “Structural amorphous steels”, Phys. Rev. Lett. Vol. 92 (2004) (245503-1)–(245503-4)