Effect of Low-Temperature Annealing on Magnetic Characteristics and Their Homogeneity of Cobalt-Based Amorphous Alloy

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The work presented the investigations results of the heat treatment effect in air at temperatures in 200–250°C on the magnetic characteristics and their homogeneity in ribbon samples of amorphous soft magnetic alloy based on cobalt AMAG-172 (Co–Ni–Fe–Cr–Mn–Si–B). The non-uniformity of the magnetic characteristics in the as-quenched state is associated with the manufacturing technology: the presence of gradients in the cooling rate of the ribbon. It is shown that heat treatment on air in the studied range of temperatures and durations of isothermal holding does not improve the magnetic characteristics in the ribbon and increase their homogeneity. The formation of bimodal and trimodal field dependences in magnetic permeability indicates delamination by ribbon thickness during annealing. A decrease in the maximum magnetic permeability is due to the reorientation of the magnetization perpendicular to the ribbon plane and across the ribbon axis in its plane. The obtained results are explained by the influence of anisotropic stresses induced as a result of oxidation and hydrogenation of the ribbon surface and its surface crystallization.

About the authors

E. S. Nekrasov

Ural Federal University

Email: ntesla2016@yandex.ru
Yekaterinburg, Russia

A. N. Boyko

Ural Federal University

Yekaterinburg, Russia

N. V. Kuznetsov

Ural Federal University

Yekaterinburg, Russia

N. A. Skulkina

Ural Federal University

Email: nadezhda-skulkina@yandex.ru
Yekaterinburg, Russia

References

  1. Скулкина Н.А., Некрасов Е.С., Денисов Н.Д., Кузнецов П.А., Мазеева А.К. // ФММ. 2021. Т. 122. № 11. C. 1135. https://www.doi.org/10.31857/S0015323021110140
  2. Скулкина Н.А., Некрасов Е.С. // ФММ. 2023. Т. 124. № 8. C. 703. https://www.doi.org/10.31857/S0015323023600648
  3. Скулкина Н.А., Некрасов Е.С., Еремин Ю.Д., Кузнецов Н.В. // ФММ. 2024. Т. 125. № 2. C. 144. https://www.doi.org/10.31857/S0015323024020042
  4. Flanders P.J, Liebermann H.H., Graham C.D., Jr. // IEEE Trans. Magn. 1977. V. 13. № 5. P. 1541.
  5. Bulavin L.A., Karbivskyy V., Artemyuk V., Karbivska L. // Springer Proceedings in Physics. 2018. V. 197. P. 331.
  6. Chikazumi S., Oomura T. // Journal of the Physical Society of Japan. 1955. V. 10. № 10. P. 842.
  7. Kronmüller H. // Physica Status Solidi B. 1983. V. 118. № 2. P. 661. https://www.doi.org/10.1002/pssb.2221180223
  8. Kronmüller H. // Physica Status Solidi B. 1985. V. 127. № 2. P. 531. https://www.doi.org/10.1002/pssb.2221270213
  9. Chambron W., Chamberod A. // Solid State Communications. 1980. V. 33. № 1. P. 157. https://www.doi.org/10.1016/0038-1098(80)90721-8
  10. Miyazaki T., Takahashi M. // Japanese Journal of Applied Physics. Part 1: Regular Papers and Short Notes and Review Papers. 1978. V. 17. № 10. P. 1755. https://www.doi.org/10.1143/jjap.17.1755
  11. Wit H.J.D, Witmer C., Dirne F. // IEEE Transactions on Magnetics 1987. V. 23. № 5. P. 2123. https://www.doi.org/10.1109/TMAG.1987.1065624
  12. Luo Q., Schwarz B., Mattern N., Shen J., Eckert J. // AIP Adv. 2013. V. 3. P. 032134. https://doi.org/10.1063/1.4797619
  13. Wronski Z., Morrish A. // IEEE Trans. Magn. 1983. V. 19. Iss. 5. P. 1895. https://www.doi.org/10.1109/TMAG.1983.1062639
  14. Parsons R., Garitaonandi J.S., Yanai T., Onodera K., Kishimoto H., Kato A., Suzuki K. // J. Alloys Compd. 2017. V. 695. P. 3156.
  15. Luborsky F.E., Walter J.L. // IEEE Trans. Magn. 1977. V. 13. № 2. P. 953. https://www.doi.org/10.1109/TMAG.1977.1059494
  16. Luborsky F.E., Walter J.L. // IEEE Trans. Magn. 1977. V. 13. № 5. P. 1635. https://www.doi.org/10.1109/TMAG.1977.1059655
  17. Kisdi-Koszó É., Potocký L., Novák A. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1980. V. 15–18. № 3. P. 1383. https://www.doi.org/10.1016/0304-8853(80)90332-7
  18. Johnson F., Garmestani H., Chu S.Y., McHenry M.E., Laughlin D.E. // IEEE Trans. Magn. 2004. V. 40. № 4. P. 2697. https://www.doi.org/10.1109/TMAG.2004.832278
  19. Яминский И.В., Тишин А.М. // Успехи химии. 1999. Т. 68. № 3. С. 187.
  20. Kools J.C.S. // IEEE Trans. Magn. 1996. V. 4. № 32. P. 3165.
  21. Dan Dahlberg E., Miller B., Hill B., Jonson B.J., Strom V., Rao K.V., Nogues J., Schuller I.K. // J. Appl. Phys. 1998. V. 83. P. 6893.
  22. Berkowitz A.E., Takano K. // J. Magn. Magn. Mat. 1999. V. 200. P. 552.
  23. 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 имени М.Н. ихеева УрО РАН. Екатеринбург. 2018. 149 с.
  24. 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.
  25. 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.
  26. Evenson Z., Koschine T., Wei S., Gross O., Bednarcik J., Gallino I., Kruzic J.J., Rätzke K., Faupel F., Busch R. // Scr. Mater. 2015. V. 103. P. 14.
  27. Nagel C., Rätzke K, Schmidtke E., Wolff J. // Рhys. Rev. B. 1998. V. 57. № 17.
  28. Скулкина Н.А., Некрасов Е.С. // ФММ. 2022. Т. 123. № 8. C. 804. https://www.doi.org/10.31857/S0015323022080125
  29. Скулкина Н.A., Некрасов Е.С., Денисов Н.Д., Лигус А.А., Кузнецов П.А., Мазеева А.К. // ФММ. 2022. Т. 123. № 8. C. 781. https://www.doi.org/10.31857/S0015323022080113
  30. Скулкина Н.А., Иванов О.А., Павлова И.О., Минина О.А. // ФММ. 2015. Т. 116. № 11. С. 1143. https://www.doi.org/10.7868/S0015323015090168
  31. Skulkina N.A, Ivanov O.A., Stepanova E.A., Pavlova I.O. // Solid State Phenomena. 2015. V. 233– 234. P. 255. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.233- 234.255
  32. Скулкина Н.А., Денисов Н.Д., Некрасов Е.С. // ФММ. 2021. Т. 122. № 11. C. 1142. https://www.doi.org/10.31857/S0015323021110152
  33. Nam Ok H., Morrish A.H. // J. Appl. Phys. 1981. V. 52. № 3. P. 1835.
  34. Minič Dragica M., Minič Dušan M., Žák T., Roupcová P., Bohumil D. // J. Magn. Magn. Mater. 2011. V. 323. P. 400.
  35. Modin E.B., Pustovalov E.V., Fedorets A.N., Dubinets A.V., Grudin B.N., Plotnikov V.S., Grabchikov S.S. // J. Alloys Compd. 2015. V. 641. P. 139.
  36. Fujinami M., Ujihira Y. // Journal of Non-Crystalline Solids. 1985. V. 69. P. 361.
  37. Vasič Milica, Minič Dušan M., Blagojevič Vladimir A., Minič Dragica M. // Thermochimica Acta. 2013. V. 572. P. 45.
  38. Иванова Е.В., Якимов И.И., Скулкина Н.А., Катаев В.А. Контроль кристаллизации аморфных лент с помощью модифицированного метода рентгеновской дифракции // Шестое Всероссийское совещание вузов по физике магнитных материалов. Тез. докл., Иркутск, 23–26 июня 1992 г. Иркутск, 1992. С. 64.
  39. Скулкина Н.А, Степанова Е.А. Термическая обработка и магнитные свойства быстрозакаленных магнитомягких сплавов. Екатеринбург: УрФУ. 2020. 227с.
  40. Иванов О.Г. Особенности формирования физических свойств и разработка новых аморфных магнитомягких сплавов на основе кобальта: Дис. канд. технических наук: 01.04.07. Москва: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. 148 c.
  41. Кекало И.Б., Могильников П.С. // ЖТФ. 2015. Т. 85. № 12. C. 80.
  42. Скулкина Н.A., Иванов О.А, Степанова Е.А., Шубина Л.Н., Кузнецов П.А, Мазеева А.К. // ФММ. 2015. Т. 116. № 12. C. 1242.
  43. 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 c.
  44. 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. // ФММ. 2017. Т. 118. № 12. C. 1248. https://www.doi.org/10.7868/S0015323017120026
  45. Крахмалев П.В. Структура и свойства магнитомягких аморфных сплавов на основе железа и кобальта при термической, механотермической и термомагнитной обработке: дисс. к.т.н. Санкт- Петербург (технический университет) 1999. 142 с.
  46. Abrosimova G.E., Aronin A.S. Amorphous and Nanocrystalline Metallic Alloys. // Progress in Metallic Alloys. / Ed. Glebovsky V. 2016. https://www.doi.org/10.5772/64499
  47. Дышлюк М.А. Закономерности калориметрических эффектов в твердых растворах внедрения металл-водород, железо-углерод и железо-азот. дисс. к. т. н. Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2021. 156 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).