к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Аморфные магнетики

Аморфные магнетики - класс магнитных материалов, сочетающих определ. магнитную атомную структуру, напр. ферромагнитную, с аморфной атомной структурой в ограниченном интервале температур. Возможность существования А. м. была впервые показана теоретически в 1960 [1]. Полученные А. м. но магн. свойствам не уступают или близки к лучшим кристаллич. магн. материалам, но технология их изготовления существенно проще.

Особенности магн. состояния А. м. определяются особенностями аморфного состояния вещества - отсутствием дальнего и наличием ближнего атомного порядка, термодинамич. неравновесностью, флуктуациями атомных магн. моментов, обменных и анизотропных взаимодействий. Указанные флуктуации и топологич. особенности строения "сетки" атомов аморфного вещества формируют магн. структуры А. м. Теоретич. и эксперим. исследования показали, что существуют след. типы А. м.: ферромагнетики (ФМ), спиновые стёкла (СС), ферримагнетики (ФИМ), неупорядоченные ферромагнетики (НФМ), неупорядоченные ферримагнетики (НФИМ). Последние два типа А. м. наз. также асперомагнитными и сперимагнитными соответственно. Теория допускает также возможность неупорядоченного антиферромагн. состояния. На рис. 1 схематически представлены указанные структуры А. м. и примеры магнетиков соответствующих типов. Во всех магн. структурах А. м. (кроме СС) существует дальний магн. порядок.

Структуры ФМ и НФМ (рис. 1, а, г) имеют ненулевой макроскопич. спонтанный магн. момент (МK0). Их различие связано со стохастичностью и существенной неколлинеарностью структуры НФМ. Состояние СС (рис. 1, б)представляет собой систему хаотически "замороженных" в пространстве магн. моментов с общим моментом М=0. Наконец, состояния ФИМ и НФИМ (рис. 1, в, д)характерны для двухкомпонентных систем типа сплавов переходных 3d- и 4f-металлов.

НФИМ отличается неупорядоченностью и неколлинеарностью магн. моментов.

Физ. свойства А. м. специфичны, напр. перевод магнетика в аморфное состояние вызывает, как правило, снижение температуры магнитного фазового перехода в парамагн. состояние. Флуктуации обменных взаимодействий в случае аморфного ФМ увеличивают скорость снижения спонтанной намагниченности при увеличении температуры.

Рис. 1. Типы магнитных структур аморфных магнетиков а-ферромагнитная; б - спиновое стекло; в-ферримагнитная; г - неоднородная ферромагнитная, д - неоднородная ферримагнитная. Точки и кружки обозначают места локализации атомных магнитных моментов в структурах ФМ и СС точки - атомы железа, в структуре ФИМ - атомы кобальта, кружки - атомы гадолиния, в структурах НФМ точки - атомы гадолиния, в структуре НФИМ - атомы железа, кружки - атомы диспрозия.

Энергетич. спектр элементарных магн. возбуждений аморфного ФМ имеет "ротонный" характер (см. Квазичастица), т. е. существует минимум энергии при значении волнового числа, определяемом характерным размером неоднородности структуры. Низкотемпературная "магнитная" часть теплоёмкости некоторых редкоземельных А. м. линейно зависит от температуры. При идеальной изотропии аморфного вещества макроскопич. магн. анизотропия в нём отсутствует. Однако локальная магн. анизотропия, возникающая, напр., от анизотропии локального внутрикристаллического поля, оказывает важное влияние на магн. свойства А. м. Так, коэрцитивная сила аморфного ФМ увеличивается очень резко, когда энергия одноионной локальной анизотропии становится сравнимой с энергией обменного взаимодействия. Это явление используют для создания магнитно-жёстких А. м. Реальные А. м. не являются макроскопически изотропными из-за различных, гл. обр. технол., причин и обычно обладают макроскопич. магн. анизотропией.

Сравнение магнитных свойств некоторых кристаллических и аморфных сплавов (ЗООК)

Сплавы

Состав

,Тл

Т_к

°c

Н_С,

А/м

10⁶

Кристаллические

Ni(80%) Fe (16%)

0,78

460

2

~0

Мо (4%)

Ni (80%) Fe(20%)

0,82

400

0,4

~0

Ni (50%)Fe(50%)

1,60

480

8

40

Fe(96,8%)Si (3,3%)

2,03

730

40

4

Аморфные

Fе,Со₇₂Р₁₆B₆А1₃

0,63

260

1,2

~0

Fe₈₀P₁₄B₆

1,36

344

8

26

Fe₈₀P₁₆C₃B₁

1,49

292

4

30

Fe₃₀B₂₀

1,60

374

3,2

30

Примечание: -магнитная индукция; Т_к- температура Кюри, Н_С - коэрцитивная сила, - магнитострикция насыщения.

В аморфных ФМ и ФИМ наблюдаются разл. типы доменных структур, включая цилиндрич. магн. домены. Магнитострикции аморфных ФМ и их кристаллич. аналогов сравнимы [2].

Методы получения А. м. основываются на том или ином способе фиксации неупорядоченного атомного состояния вещества. Наибольшее распространение получили методы закалки расплавов со скоростями 10⁴-10⁶ К/с. Напр., для получения аморфных металлич. ферромагн. лент и нитей используют метод "спиннингования" расплава на вращающийся металлич. барабан (рис. 2, а) либо метод "экстракции" - выбрасывания расплава вращающимся диском (рис. 2, 6).

Рис. 2. Методы получения металлических аморфных магнетиков. а - Метод "спиннингования": 1 - расплав; 2 - вращающийся металлический диск; 3 - аморфная лента, б - Метод экстракции расплава: 1 - ванна с расплавом, 2 - вращающийся металлический диск; 3 - вспомогательный диск для очистки поверхности диска 2; 4 - аморфный сплав.

Для получения аморфных порошков вещество распыляют элек-трич. полем, взрывной волной и т. п. Массивные А. м. формируют из порошков методом прессования или взрыва. Используют также метод ионно-плазменного напыления. В тонкоплёночном виде А. м. получают методами конденсации паров на охлаждённую подложку, электро- и хим. осаждения, ионно-плазменного напыления, ионной имплантации и др. [3, 4].

Перспективность техн. использования А. м. из металлических стекол связана с относительной простотой их получения, высокой магнитной проницаемостью (~10⁶), малыми магн. потерями (50,5 Вт/кг), высокой антикоррозийной стойкостью, относительно большим электрич. сопротивлением, возможностью получения магнитно-жёстких материалов с большой магн. энергией. Недостатки А. м. обусловлены принципиальной нестабильностью аморфного состояния.

Со временем происходят перестройка атомной структуры А. м. и соответствующие изменения магн. свойств. Кроме того, введение аморфизующих добавок (неметаллов) снижает намагниченность А. м., а снижение температуры магн. фазового перехода делает их менее термостабильными. Магнитно-мягкие А, м. получают на основе сплавов Sd-металл - неметалл [см. табл., типичный пример - метгласс (металлич. стекло) Fe₈₀B₂₀]. В качестве магнитно-жёстких материалов используют сплавы 3d- и 4/-металлов, напр. TbFe₂. А. м. применяют для создания трансформаторов, магн. экранов, пост. магнитов, головок магнитофонов, систем магн. памяти и др. устройств электро- и радиотехники.

Литература по аморфным магнетикам

Губанов А. И., Квазиклассическая теория аморфных ферромагнетиков, "ФТТ", 1960, т. 2, с. 502;
Петраковский Г. А., Аморфные магнетики, "УФН", 1981, т. 134, с. 305;
Хандрих К., Кобе С., Аморфные ферро- и ферримагнетики, пер. с нем., М., 1982;
Быстрозакапённые металлы, пер. с англ., М., 1983.

Г. А. Петраковский

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что только в 1990-х доплеровские измерения радиотелескопами показали скорость Маринова для CMB (космического микроволнового излучения), которую он открыл в 1974. Естественно, о Маринове никто не хотел вспоминать. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира 10.11.2021 - 12:37: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от д.м.н. Александра Алексеевича Редько - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:35: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вадима Глогера, США - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> Волновая генетика Петра Гаряева, 5G-контроль и управление - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:16: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Екатерины Коваленко - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вильгельма Варкентина - Карим_Хайдаров.

Сплавы	Состав	,Тл	Т_к °c	Н_С, А/м	10⁶
Кристаллические	Ni(80%) Fe (16%)	0,78	460	2	~0
	Мо (4%)
	Ni (80%) Fe(20%)	0,82	400	0,4	~0
	Ni (50%)Fe(50%)	1,60	480	8	40
	Fe(96,8%)Si (3,3%)	2,03	730	40	4
Аморфные	Fе,Со₇₂Р₁₆B₆А1₃	0,63	260	1,2	~0
	Fe₈₀P₁₄B₆	1,36	344	8	26
	Fe₈₀P₁₆C₃B₁	1,49	292	4	30
	Fe₃₀B₂₀	1,60	374	3,2	30
Примечание: -магнитная индукция; Т_к- температура Кюри, Н_С - коэрцитивная сила, - магнитострикция насыщения.