Evaluation of the microstructure and magnetic properties of Fe73Me5Y3B19 (where Me = Ti or Nb) amorphous alloys

• Autorzy: Nabiałek M. , Pietrusiewicz P. , Szota M. , Dośpiał M. , Jędryka J. , Szota K. , Lesz S.

Warianty tytułu

PL

Ocena struktury oraz właściwości magnetycznych stopów amorficznych Fe73Me5Y3B19 (gdzie Me = Ti lub Nb)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of microstructure and magnetic properties studies of the amorphous Fe73Me5Y3B19 (where Me = Ti or Nb) alloys are presented The samples of the investigated alloys were produced in the form of ribbons with thickness of approximately 30 um by unidirectional cooling of the liquid material on a rotating copper wheel. Both investigated alloys, in the as-quenched state, were fully amorphous which was verified using a ‘Bruker’ X-ray diffractometer. Static hysteresis loops, measured using ‘LakeShore’ vibrating sample magnetometer (VSM), were typical as for soft magnetic ferromagnets. The Fe73Nb5Y3B19 and Fe73Ti5Y3B19 alloys were characterized by relatively high values of saturation of the magnetization (1.25 T and 1.26 T, respectively) and low coercivity field (16 A/m and 47 A/m, respectively). The core losses obtained for the investigated alloys were significantly lower than for commercially used FeSi transformer steels. Both alloys also exhibited excellent time and temperature stability of the magnetic properties (within the investigated temperature range), as confirmed by measurements of magnetic susceptibility and its disaccommodation.

PL

Celem pracy było zbadanie mikrostruktury oraz właściwości magnetycznych czteroskładnikowych stopów Fe73Me5Y3B19 (gdzie Me = Ti lub Nb) o strukturze amorficznej, otrzymanych techniką ultraszybkiego zestalania ciekłego stopu na miedzianym obracającym się bębnie. Strukturę odlanych taśm badano za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego firmy "Bruker". Z pomiarów tych wynika, że obydwa czteroskładnikowe stopy w stanie po odlaniu były amorficzne. Statyczne pętle histerezy zmierzone przy użyciu magnetometru wibracyjnego (VSM) firmy "LeakeSchore", były typowe jak dla ferromagnetyków magnetycznie miękkich, a wytworzone stopy Fe73Nb5Y3B19 i Fe73Ti5Y3B19 cechowały się względnie wysoką magnetyzacją nasycenia (odpowiednio: 1.25 T i 1.26 T) i małym polem koercji (odpowiednio: 16 A/m i 47 A/m). Straty energii potrzebnej na jeden cykl przemagnesowania dla obydwu badanych stopów były znacznie mniejsze niż dla komercyjnie produkowanych stali transformatorowych FeSi. Wytworzone stopy wykazywały dobrą stabilność czasową oraz temperaturową właściwości magnetycznych (w wyznaczonym zakresie temperatur), któwą określono na podstawie pomiarów podatności magnetycznej i jej dezakomodacji.

Słowa kluczowe

EN

amorphous alloys; core losses; magnetic susceptibility; magnetic disaccommodation

PL

stopy amorficzne; podatność magnetyczna; dezakomodacja magnetyczna

• 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: 2012
• Tom: Vol. 57, iss. 1
• Strony: 223--227
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nabiałek M.

autor

Pietrusiewicz P.

autor

Szota M.

autor

Dośpiał M.

autor

Jędryka J.

autor

Szota K.

autor

Lesz S.

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

Bibliografia

• [1] R. B. Jr. Pond, R. Maddin, A method of producing rapidly solidified filamentary castings. Trans. Metall. Soc. AIME 245, 2475 (1969).
• [2] H. S. Chen, C. E. Miller, A rapid quenching for the preparation of thin uniform films of amorphous solids. Rev. Sci. Instrum. 41, 1237 (1970).
• [3] D. S. Easton, C. T. Liu, J. A. Horton, E. P. George, J. J. Campbell, Processing and characterization of Ni-Al-Fb-B shape memory alloys wires produced by rapid solidification. Metals and Ceramics Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tn 37831-6115.
• [4] W. Qin, F. Xu, K. Peng, W. L. Jiang, G. Ni, S. L. Tang, Y. W. Du, Effect of the slight surface oxidation of ribbons on the dynamic magnetization of nanocrys-talline soft magnetic ribbons. Journal of Non-Crystalline Solid 316, 398 (2003).
• [5] A. Makino, T. Bitoh, A. Kojima, A. Inoue, T. Masumoto, Low core losses of nanocrystalline Fe-Zr-Nb-B soft magnetic alloys with high magnetic flux density. Material Science and Engineering A304 306, 1083 (2001).
• [6] M. Nabiałek, J. Zbroszczyk, W. Ciurzyńska, J. Olszewski, S. Lesz, P. Brągiel, J. Gondro, K. Sobczyk, A. Łukiewska, J. Świerczek, P. Pietrusiewicz, Microstructure, some magnetic and mechanical properties of amorphous Fe61Co10Zr2.5W2Hf2.5Y2B20 plates, Archives of Metallurgy and Materials 55, 349-357 (2010).
• [7] A. Łukiewska, J. Zbroszczyk, M. Nabiałek, J. Olszewski, J. Świerczek, W. Ciurzyńska, K. Sobczyk, M. Dośpiał, Low and high magnetic field properties of nanocrystalline Fe59Co15Zr2Y4Nb5B20 rods, Archives of Metallurgy and Materials 53, 881-885 (2008).
• [8] Z. Stokłosa, P. Kwapuliński, J. Rasek, G. Badura, G. Haneczok, L. Pająk, L. Lelątko, Structural relaxation, crystallization and improvement of magnetic properties in FeXSiB (X = Cr, Nb) - type amorphous alloys. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 320, e762 (2008).
• [9] H. Kronmüller, N. Moser, Magnetic after-effects and the hysteresis loop, in Amorphous Metallic Alloys, ed. F. E. Luborsky, Butterworth, 341, London (1983).
• [10] H. Kronmüller, N. Moser, R. Rettenmeier, Micromagnetic analysis of magnetic after-effects in amorphous alloys by two-level system. IEEE Trans. Magn. Magn. p. 1338 (1984).
• [11] H. Kronmüller, Magnetic aftereffects, induced anisotropics, and the role of two-level system in amorphous alloys. J. Magn. Magn. Mater. 41, 366 (1984).
• [12] N. Moser, H. Kronmüller, R. Rettenmeier, Reversible and irreversible structural relaxations in ferromagnetic amorphous alloys. In: Rapidly quenched metals, Proc. Fifth International Conference on Rapidly Quenched Metals, ed. S. Steeb, H. Walimont, Elsevier Science Publishers B. V. Amsterdam North Holland 1195 (1985).
• [13] R. Rettenmeier, H. Kronmüller, Reversible and irreversible structural relaxations in soft ferromagnetic amorphous alloys. Phys. Stat. Sol. (a) 93, 221 (1986).
• [14] H. Kronmüller, The role of two-level system in amorphous metallic alloys. Phys. Stat. Sol (b) 127, 531 (1985).