Nonuniformity of magnetization processes of a cobalt-based amorphous alloys in the as-quenched state

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The magnetization processes nonuniformity of an amorphous cobalt-based soft-magnetic alloy AMAG-172 (Co-Ni-Fe-Cr-Mn-Si-B) in the as-quenched state were studied. Studies have shown that the main reason of the magnetic characteristics and magnetization processes nonuniformity is the nonuniformity of internal stresses due to the alloy manufacture method. An indirect characteristic of internal stresses is the domains volume with orthogonal magnetization. The observed bimodal field dependence of the magnetic permeability and the field shift of the hysteresis loops in the region of 180-degree domain walls displacement are a consequence of the nonuniformity of the alloy over its thickness. The field shift and the asymmetry of hysteresis loops are explained in terms of the formation of a unidirectional exchange anisotropy at the interface between the ferromagnetic and antiferromagnetic phases of the planar magnetization components oriented along the ribbon axis. The field shift disappearance and the asymmetry of the hysteresis loops along the width of the tape can be interpreted as a decrease in the thickness of the CoO oxide antiferromagnetic layer due to the difference in the concentrations and depth of oxygen and hydrogen atoms penetration induced into the surface of the tape during the manufacture of the tape as a result of interaction with atmospheric vapor.

About the authors

N. A. Skulkina

Ural Federal University

Email: nadezhda.skulkina@urfu.ru
Ekaterinburg, 620002 Russia

E. S. Nekrasov

Ural Federal University

Author for correspondence.
Email: nadezhda.skulkina@urfu.ru
Ekaterinburg, 620002 Russia

References

  1. Скулкина Н.А., Некрасов Е.С., Денисов Н.Д., Кузнецов П.А., Мазеева А.К. Неоднородность магнитных характеристик аморфного сплава на основе кобальта в закаленном состоянии // ФММ. 2021. Т. 122. № 11. С. 1135–1141. https://doi.org/10.31857/S0015323021110140
  2. Dai J., Wang Y.G., Yang L., Xia G.T., Zeng Q.S., Lou H.B. Structural aspects of magnetic softening in Fe-based metallic glass during annealing // Scr. Mater. 2017. V. 127. P. 88–91.
  3. Орлова Н.Н. Влияние механических напряжений на структуру, фазовые превращения и свойства аморфных сплавов / Дис. … канд. физ.-мат. наук. 01.04.07. Институт физики твердого тела РАН. Черноголовка, 2014. 133 с.
  4. Evenson Z., Koschine T., Wei S., Gross O., Bednarcik J., Gallino I., Kruzic J.J., Rätzke K., Faupel F., Busch R. The effect of low-temperature structural relaxation on free volume and chemical short-range ordering in a Au49Cu26.9Si16.3Ag5.5Pd2.3 bulk metallic glass // Scr. Mater. 2015. V. 103. P. 14–17.
  5. Nagel C., Rätzke K, Schmidtke E., Wolff J. Free-volume changes in the bulk metallic glass Zr46.7Ti8.3Cu7.5Ni10B27.5 and the undercooled liquid // Phys. Rev. B. 1998. V. 57. № 17. P. 10224.
  6. Скулкина Н.А., Иванов О.А., Павлова И.О., Минина О.А. Длительность изотермической выдержки во время термообработки на воздухе и магнитные свойства лент аморфных магнитомягких сплавов на основе железа // ФММ. 2011. Т. 112. № 6. С. 613–619.
  7. Скулкина Н.А., Иванов О.А., Павлова И.О., Минина О.А. Влияние параметров термообработки на магнитные свойства и распределение намагниченности в лентах аморфных магнитомягких сплавов на основе железа // ФММ. 2013. Т. 114. № 5. С. 411–418.
  8. Скулкина Н.А., Иванов О.А., Шубина Л.Н., Блинова О.В. Распределение намагниченности в исходном состоянии ленты аморфного магнитомягкого сплава и эффективность термической обработки // ФММ. 2016. Т. 117. № 11. С. 1121–1129. https://doi.org/0.7868/S0015323016110127
  9. Скулкина Н.А. Распределение намагниченности и магнитные свойства кристаллических, аморфных и нанокристаллических магнитомягких материалов / Дис. …д-ра. физ.-мат. наук. 01.04.11. Уральский государтвенный университет, Екатеринбург, 2008, 340 с.
  10. Скулкина Н.А., Иванов О.А., Мазеева А.К., Кузнецов П.А., Степанова Е.А., Блинова О.В., Михалицына Е.А., Денисов Н.Д., Чекис В.И. Влияние полимерного покрытия и прессующего давления на магнитные свойства аморфных сплавов на основе кобальта // ФММ. 2017. Т. 118. № 12. С. 1248–1256. https://doi.org/10.7868/S0015323017120026
  11. Яминский И. В., Тишин А. М. Магнитная силовая микроскопия поверхности // Успехи химии. 1999. Т. 68. № 3. С. 194–205.
  12. Kools J.C.S. Exchange-Biased Spin-Valves for Magnetic Storage // IEEE Trans. Magn. 1996. V. 4(32). P. 3165–3184.
  13. Dan Dahlberg E., Miller B., Hill B., Jonsson B. J., Strom V., Rao K.V., Nogues J., Schuller I.K. Measurements of the ferromagnetic/antiferromagnetic interfacial exchange energy in CO/CoO and Fe/FeF2 // J. Appl. Phys. 1998. V. 83. P. 6893.
  14. Berkowitz A.E., Takano K. Exchange anisotropy // J. Magn. Magn. Mat. 1999. V. 200. P. 552–570.
  15. Чернышова Т.А. Магнитные и магниторезистивные свойства спиновых клапанов с синтетическим ферримагнетиком и микрообъектов на их основе: Дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.04.11: Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург. 2018. 149 с.
  16. Shaikh A.K., Wexler D., Delamore G.W. Effect of annealing on the magnetic properties and microstructure of amorphous Co75Si10B15 // J. Magnetism and Magnetic Materials. 1996. V. 152. № 3. P. 345–352. https://doi.org/10.1016/0304-8853(95)00480-7
  17. Flanders P.J., Liebermann H.H., Graham C.D. Changes in curie temperature, physical dimensions, and magnetic anisotropy during annealing of amorphous magnetic alloys // IEEE Trans. Magn. 1977. V. 13. № 5. P. 1541–1543.
  18. Bulavin L.A., Karbivskyy V., Artemyuk V., Karbivska L. Relaxation and vitrification processes of disordered iron-based systems // Springer Proceed. Phys. 2018. V. 197. P. 331–372.
  19. Masanori Fujinami Yusuke Ujihira. Transmission and conversion electron Mossbauer studies of the crystallization transformation in the quaternary amorphous Fe80.5B12Si(4.5 + x)C3x (x = 0, 2) ribbons // J. Non-Cryst. Solids. 1985. V. 69. P. 361–369.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (58KB)
3.

Download (52KB)
4.

Download (71KB)
5.

Download (88KB)
6.

Download (76KB)
7.

Download (83KB)
8.

Download (76KB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».