Školiteľ: RNDr. Ivan Škorvánek, CSc.

VPLYV ŠTRUKTÚRY NA MAGNETICKÉ VLASTNOSTI VYBRANÝCH HETEROGÉNNYCH SYSTÉMOV RÝCHLOCHLADENÝCH ZLIATIN

NA BÁZE ŽELEZA A KOBALTU

Mgr. Marek Capik 15.jún 2011

Školiteľ: RNDr. Ivan Škorvánek, CSc.

Ciele dizertačnej prace

Získať nové experimentálne poznatky o mikroštruktúrnych a kompozičných zmenách, ku ktorým dochádza počas tepelného spracovania vybraných jedno a viacvrstvových systémov zliatin na báze železa a kobaltu pripravených technikou rýchleho chladenia.

Štúdium korelácií medzi mikroštruktúrou a magnetickými vlastnosťami skúmaných zliatin v tvare jedno a viacvrstvových pások s hlavným dôrazom na vyšetrovanie vplyvu štruktúrnej heterogenity na magnetizačné procesy v širokom intervale meracích teplôt a magnetických polí.

Získanie nových experimentálnych poznatkov o vývoji indukovanej magnetickej anizotropie, ktorá vzniká v dôsledku aplikácie externého magnetického poľa počas tepelného spracovania študovaných heterogénnych systémov rýchlochladených zliatin na báze železa a kobaltu.

Spracovanie a interpretácia experimentálnych výsledkov a ich uvedenie do spojitosti s existujúcou poznatkovou bázou v danej oblasti .

Úvod Tri skupiny mäkkých

magnetických materiálov:

1. Konvenčné kryštalické materiály

2. Amorfné materiály3. Nanokryštalické

materiály

Hlavné požiadavky:1. Vysoká saturačná

indukcia (Bc)

2. Malá koercivita (HC)

3. Vysoká permeabilita (µ)

Príprava amorfných pások

Vznik nanokryštalického stavu

Obr.1 Schematická ilustrácia vzniku nanokryštalikej

štruktúry Fe-Cu-Nb-Si-B zliatin zaznamenaná

Honom a kol. 1992, Honom a Sakuraiom 1995.

Nanokryštalický stav je dosiahnutý žíhaním pri teplotách medzi 500°C a 600°C, čo vedie k primárnej kryštalizácii b.c.c. Fe. Výsledná makroštruktúra je charakterizovaná náhodným usporiadaním, ultra jemnou zrnitosťou b.c.c. Fe-Si (20 at%) s typickými zrnami 10-15 nm vložených v reziduálnej amorfnej matrici, ktorá zaberá 20-30% objemu a oddeľuje kryštality vo vzdialenosti 1-2 nm.

Príprava dvojvrstvových pások rýchlym chladením

Rýchlosť chladenia: T t ~ 106 K.s-1

Rýchlosť pasky: ~ 25 ÷ 40 m.s-1

T ~ 1000Kvzduch (horná) strana

valec (dolná) strana

hrúbka ~ 35-50 mikrónov(2 x hrúbka vrstvy)

Schéma prípravy dvojvrstvových pások, P. Duhaj a kol. 1991.

Rýchlo chladené AMORFNÉ/NANOKRYŠTALICKÉ dvojvrstvyŠtúdium nových (magneticky mäkkých) rýchle

chladených materiálov

1. Amorfné dvojvrstvy s rôznym feromagnetickým prvkom v každej vrstve

FeSiB / CoSiB

2. nanokryštalická / klasická amorfná vrstva

FeCuNbSiB / CoSiB

3. nanokryštalická/ nanokryštalická (rovnaké zloženie, meniaca sa hrúbka)

FeCuNbSiB / FeCuNbSiB

(Finemet / Finemet)

4. Nové magneticky mäkké materiály na báze Fe s prídavkom P

Závislosť magnetizácie od intenzity magnetického poľa

-4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000

-150

-100

-50

0

50

100

150

M [A

m2/k

g]

H [A/m]

as-q, Hc=3,0 A/m 1h @550C, Hc=10,6 A/m

FeCuNbSiB / FeNbSiB

Hysterézne slučky merané pri rôznych teplotách

-20 -10 0 10 20

-100

-50

0

50

100

M (

Am

2/k

g)

H (kA/m)

300 K 350 K 400 K 450 K 500 K 550 K 600 K 650 K 700 K

FeSiB / CoSiB

Závislosť magnetizácie od teploty

400 500 600 700 800 900 1000

0

25

50

75

100

125

150

175M

ag

ne

tizá

cia

[A

m2 /k

g]

Teplota [K]

FeSiB / CoSiB

Tx1

Tx1

Závislosť magnetizácie od teploty

200 300 400 500 600 700 800 9000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

M

ag

ne

tizá

cia

[Am

2/k

g]

Teplota [K]

(Fe85

B15

)96

P3Cu

1

(Fe64

Co21

B15

)96

P3Cu

1

Tc

Tx1

Tx1

Ďakujem za pozornosť !