Электромагнитно-акустическое преобразование в магнетиках с одноосной кристаллографической и наведенной анизотропией тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

На правах рукописи

Главатских Марина Юрьевна

ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ В МАГНЕТИКАХ С ОДНООСНОЙ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ И НАВЕДЕННОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ

Специальность 01.04.11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Ижевск 2005

Работа выполнена в Физико-техническом институте Уральского отделения Российской Академии Наук.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

старший научный сотрудник Ильясов Р.С

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

старший научный сотрудник Ринкевич А.Б. доктор физико-математических наук, профессор Елсуков Е.П.

Ведущая организация: Ижевский государственный технический университет

диссертационного совета Д 004.025 01 при Физико-техническом институте УрО РАН по адресу: 426001, г Ижевск, ул. Кирова, 132. Тел (3412) 43-24-59, факс (3412) 25-06-14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физико-технического института УпО РАН -—* -

Зо

Защита состоится «<

ч на заседании

Д.Б. Титоров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Явление электромагнитно-акустического преобразования (ЭМАП), в основе которого лежит взаимодействие электромагнитной, магнитной и упругой подсистем, может быть использовано как метод исследования характеристик этих подсистем, магнитных структур, процессов намагничивания. Особенно актуальны исследования ЭМАП вблизи магнитных фазовых переходов (МФП), когда взаимодействие магнитной и упругой подсистем многократно усиливается, что находит отражение в аномальном поведении параметров преобразования. Аномальное усиление эффективности генерации ультразвуковых колебаний (УЗК) в области температуры Кюри Тс исследовано наиболее полно и нашло практическое применение при контроле ферромагнитных сталей в горячем состоянии.

Практически не исследовано ЭМАП при фазовых переходах ориентаци-онного типа, где в отличие от точки Кюри, генерация УЗК осуществляется за счет анизотропной магнитострикции, что должно приводить к усилению эффективности преобразования различных типов акустических волн. Классическим примером ориентационного перехода является спиновая переориентация (СП) в одноосных магнетиках. В отсутствие магнитного поля СП происходит в виде двух фазовых переходов 2-го рода, что дает возможность использовать подходы, развитые при описании ЭМАП вблизи точки Кюри, для изучения явления в области СП, обобщения результатов и построения единой термодинамической модели.

Наряду с природной одноосной анизотропией, обусловленной строением кристалла, в ряде случаев реализуется «наведенная» одноосная анизотропия, когда выделенное направление обусловлено условиями проведения эксперимента или возникает в процессе изготовления материала.

Одним из примеров наведенной анизотропии является ситуация, когда изначально изотропный магнетик подвергается воздействию одноосной механической нагрузки. Экспериментально данную ситуацию можно реализовать

з

вблизи точки Кюри, где магнитоупругое взаимодействие носит изотропный характер. В этом случае при теоретическом описании влияния одноосных напряжений на эффективность ЭМАП можно использовать имеющиеся термодинамические представления о явлении вблизи точки Кюри

Примером возникновения одноосной анизотропии магнитоупругой природы в процессе изготовления материала являются аморфные металлические сплавы (АМС). Эти материалы интересны еще и тем, что какие-либо сведения о явлении ЭМАП в неупорядоченных материалах в области МФП отсутствуют.

Таким образом, цель диссертационной работы состоит в экспериментальном и теоретическом изучении закономерностей ЭМАП в магнетиках с одноосной кристаллографической и наведенной анизотропией.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи.

- Теоретическое описание ЭМАП в одноосном магнетике в области СП для различных экспериментальных ситуаций с использованием термодинамических представлений о явлении.

- Экспериментальное исследование ЭМАП продольных и поперечных акустических волн в монокристаллах кобальта при различной ориентации поляризующего поля к осям кристалла в области СП.

- Экспериментальное исследование ЭМАП в поликристаллических образцах кобальта и гадолиния в области СП.

- Экспериментальное исследование электромагнитной генерации второй гармоники ультразвука в кобальте и гадолинии.

- Экспериментальное исследование и термодинамическое описание ЭМАП в изотропных магнетиках, подвергнутых одноосному растяжению в окрестности температуры Кюри.

- Экспериментальное исследование ЭМАП в аморфном ферромагнитном сплаве.

Научная новизна и защищаемые результаты

1. Результаты теоретического изучения ЭМАП в одноосном магнетике в области СП предложена модель и впервые проведены расчеты поведения эффек-

тивности ЭМАП объемных волн для различных геометрий эксперимента; впервые показано, что в магнитном поле пик эффективности ЭМАП, описываемой произведением намагниченности и магнитной восприимчивости, наблюдается при температурах, соответствующих в отсутствии магнитного поля точкам фазовых переходов 2-го рода.

2: Результаты экспериментального исследования ЭМАП продольных и поперечных акустических волн в монокристаллах кобальта: впервые показано, что пик эффективности ЭМАП, в зависимости от ориентации поляризующего поля к осям кристалла и типа возбуждаемой волны, наблюдается вблизи одной из характерных температур, ограничивающих область СП.

3. Результаты экспериментального исследования параметров ЭМАП в поликристаллических образцах кобальта и гадолиния при изменении поля и температуры: впервые показано, что в поликристалле Со пики эффективности ЭМАП наблюдаются вблизи обеих температур, ограничивающих область СП, дана соответствующая интерпретация.

4. Результаты экспериментального исследования нелинейного ЭМАП в поликристаллическом кобальте и кристалле гадолиния: впервые показано, что генерация второй гармоники УЗК в Со наиболее эффективна в области перехода «легкая ось - угловая фаза» и обусловлена движением 180°-ых доменных границ; впервые получена температурная зависимость модуля упругости Со в области СП; в кристалле Gd установлена возможность генерации второй гармоники в отсутствии поляризующего поля за счет процессов вращения.

5. Результаты экспериментального исследования ЭМАП продольных волн в изотропных магнетиках: впервые показано, что одноосное растяжение приводит к смещению пика эффективности ЭМАП вблизи точки Кюри; проведено описание этого эффекта с использованием термодинамических представлений о явлении.

6. Результаты экспериментального исследования полевых и температурных зависимостей параметров ЭМАП в аморфном ферромагнитном сплаве: впервые обнаружены аномалии эффективности ЭМАП, резонансной частоты и внутрен-

него трения в области температур релаксации закалочных напряжений и структурной релаксации

Научная и практическая ценность работы

Расширена методологическая база для изучения магнитных фазовых переходов 2-го рода в анизотропных и изотропных магнетиках с использованием линейного и нелинейного ЭМАП

Определены условия, при которых в одноосных магнетиках происходит усиление эффективности генерации УЗК в области СП, что может быть использовано при разработке устройств акустоэлектроники

Результаты исследования параметров ЭМАП в аморфных сплавах могут быть использованы для разработки методов исследования процессов структурной релаксации и релаксации закалочных напряжений в АМС

Личный вклад автора заключается в проведении расчетов с использованием термодинамической модели ЭМАП, непосредственном проведении экспериментов, интерпретации результатов и формулировке выводов

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Физико-технического института УрО РАН по темам «Взаимная трансформация электромагнитных и акустических полей вблизи магнитных и структурных фазовых переходов» (№ гос регистрации 01 9 60002860) и «Исследование электромагнитно-акустического преобразования (ЭМАП) в условиях магнитных и структурных превращений в анизотропных и неоднородно намагниченных изотропных магнетиках при наличии внешних воздействий» (№ гос регистрации 01 2 00103242) Исследования по данной тематике получили поддержку Американского Акустического общества (грант RX0-1210(3)-XX-04)

Апробация работы

Основные результаты, полученные при работе над диссертацией, докладывались и обсуждались на следующих национальных и международных конференциях VI сессии Российского акустического общества (РАО) «Акустика на пороге XXI века», г Москва, 1997 г, XVIII Уральской конференции «Контроль технологий, изделий и окружающей среды», г Ижевск, 1998 г , VIII сес-

сии РАО «Нелинейная акустика твердого тела», г Нижний Новгород, 1998 г , Российской конференции «Фазовые переходы и нелинейные явления в конденсированных средах», г Махачкала, 2000 г, Евро-Азиатском симпозиуме «Тенденции в магнетизме» БЛ8ТМЛ0-2001, г Екатеринбург, 2001 г, 1-ой Российской конференции молодых ученых по физическому материаловедению, г Калуга, 2001 г, XI политематической сессии РАО, г Москва, 2001 г, Евро; Азиатском симпозиуме «Тенденции в магнетизме» БЛ8ТМЛ0-2004, г Красноярск, 2004 г, XV политематической сессии РАО, г Нижний Новгород, 2004 г Публикации

Основные результаты диссертации изложены в 9 работах (8 статей и 1 тезисы доклада), список которых приведен в конце автореферата Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы Содержание работы изложено на 121 странице машинописного текста, включая 43 рисунка и библиографический список литературы из 120 наименований

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований, показаны научная новизна, научная и практическая ценность работы, приведены основные положения, выносимые на защиту, дана общая характеристика работы

Первая глава представляет собой обзор работ, посвященных изучению явления ЭМАП в области МФП Многочисленными экспериментами установлено, что эффективность преобразования многократно усиливается при смене магнитной фазы, и основным механизмом, формирующим сигнал ЭМАП, является магнитоупругое взаимодействие [1-6] В окрестности температуры Кюри определяющую роль играет объемная магнитострикция парапроцесса, а в области СП - анизотропная магнитострикция, обусловленная вращением магнитных моментов относительно осей кристалла Если изучению различных проявлений ЭМАП в окрестности температуры Кюри посвящено значительное число

работ, то особенности электромагнитной генерации акустических волн вблизи переходов ориентационного типа исследованы недостаточно. В то же время, процессы, происходящие вблизи этих переходов, в отличие от парапроцесса, приводят к усилению эффективности генерации как продольного, так и поперечного звука.

Классическим примером спонтанного перехода ориентационного типа является СП в одноосном магнетике, происходящая в отсутствии магнитного поля в виде двух фазовых переходов 2-го рода [7]. ЭМАП в области СП в одноосных магнетиках практически не изучено. Результаты теоретических и экспериментальных исследований явления в монокристаллах гадолиния, полученные в работе [3], нельзя считать исчерпывающими, поскольку в гадолинии реализуется лишь один из переходов СП - «легкая ось - угловая фаза». Кроме того, из-за близости температуры СП и точки Кюри, особенности ЭМАП, обусловленные спиновой переориентацией, в значительной мере завуалированы вкладом парапроцесса.

В кобальте, в отличие от гадолиния, СП реализуется полностью. В температурном интервале 240-320°С, находящемся на достаточном удалении от точки Кюри, кобальт переходит из «легкоосной» в «угловую», а затем в «легкоплоскостную» фазы. На характер проявления фазовых переходов, ограничивающих область СП, сильно влияет ориентация магнитного поля к осям кристалла. Экспериментально температурные зависимости эффективности ЭМАП в поликристаллическом Со исследованы в работе [4], других сведений об изучении явления ЭМАП в этом магнетике нет.

Из феноменологической теории ЭМАП следует, что эффективность преобразования и как в изотропных магнетиках [5,6], так и в одноосных кристаллах [3] определяется (в пренебрежении влиянием изменения скин-слоя) произведением термодинамических параметров - намагниченности магнитной восприимчивости и константы магнитоупругой связи соответствующего процесса Вблизи фазовых переходов 2-го рода поведение параметра

может быть описано аналитически с использованием термодинамической теории Ландау Частично такой подход был использован в [6] для качественной интерпретации полевых зависимостей эффективности ЭМАП в окрестности точки Кюри Термодинамический подход применим также при описании СП в одноосных магнетиках [7]

В обзоре проанализированы также результаты исследований нелинейного ЭМАП, частным случаем которого является генерация высших гармоник УЗК Использование нелинейного ЭМАП при изучении МФП имеет определенные преимущества аномалии эффективности генерации УЗК на высших гармониках вблизи МФП более выражены, чем на основной частоте, и генерация второй гармоники УЗК может происходить в отсутствии магнитного поля [8] Последнее обстоятельство важно при изучении свойств магнетиков в окрестности

В конце главы сформулированы основные задачи диссертации Во второй главе исследованы особенности явления ЭМАП в области СП в одноосных магнетиках С использованием термодинамической теории СП проведены расчеты параметра определяющего, согласно феноменологи-

ческой модели ЭМАП, поведение эффективности преобразования Поскольку ЭМАП в линейном режиме всегда происходит в магнитном поле Нв„ в термодинамический потенциал входят энергия анизотропии и магнитная энергия

где - константы магнитокристаллической анизотропии, - угол между

гексагональной осью и направлением приложенного магнитного поля, - угол между гексагональной осью и направлением вектора намагниченности

уравнение Аррота, решение которого позволяет найти выражения для равновесного значения намагниченности, магнитной восприимчивости и, в конечном счете, для эффективности преобразования В аналитическом виде уравнение удается решить для двух ситуаций когда магнитное поле ориентировано вдоль

СП

Ф = к, т2 в + к2 зт4 в - М,Н0 соз{в0 - в),

Из условия энергетического минимума

выведено

гексагональной оси кристалла и когда поле ориентировано в базисной

плоскости Н0Х.с. Температурная зависимость эффективности генерации продольного УЗК для случая - напряженность переменного магнитного поля, представлена на рис.1 Единственный максимум кривой и(Т) находится вблизи температуры СП «легкая ось - угловая фаза» Т1, с ростом поля местоположение пика не меняется, уменьшается только его амплитуда Для ситуации наблюдается аналогичная картина вблизи температуры СП «угловая фаза - легкая плоскость»

Подобные расчеты проведены и для случая генерации поперечных волн Для этой ситуации направления постоянного и переменного магнитных полей взаимно перпендикулярны, поэтому термодинамический потенциал записан с учетом магнитной энергии обеих компонент Максимум эффективности генерации поперечных волн для геометрии Нв 1.С, Н0 Л находится вблизи температуры СП Т2 (рис.2), а для случая Н\\с,Н 1.И в окрестности 7}. С ростом поля пик зависимости смещается в сторону низких температур и умень-

шается по амплитуде

Экспериментальная проверка основных закономерностей, следующих из модельных расчетов, была проведена на двух образцах монокристалла кобальта, вырезанных с разной ориентацией гексагональной оси к рабочим граням (т.е к граням, где происходит возбуждение и прием УЗК) Эксперименты проводили по импульсной методике [9] на частоте 5 МГц, в геометрии однородного ЭМАП продольные волны возбуждали при тангенциальной ориентации постоянного поля к рабочим граням образца - нормаль к наибольшей грани образца, поперечные - при перпендикулярной ориентации Для случая эффективность генерации продольных волн в слабых полях наблюдается вблизи Т: (рис 3), что совпадает с результатами расчетов Однако, в сильных полях генерация прекращается при температурах существенно ниже точки что является следствием перехода Со в высокополевую фазу, т е в

продольных волн для геометрии эксперимента Щ И, НДс.

К

Рис. 2. Температурная зависимость и эффективности генерации

поперечных волн для геометрии эксперимента НД11, Н0±с.

е„ отн.ед.

100 200 300 Т,°С

Рис. 3. Температурные зависимости эффективности ЭМАП продольных волн для геометрии эксперимента Н, || Ь1 с в тангенциальном поле: 1 - 1.0610:кА/м; 2 -1.6-10"; 3 -2.12-102; 4 - 2.66-10";5 - 3.2102;6 - 3.74-10".

состояние магнитного насыщения, когда вектор спонтанной намагниченности достигает базисной плоскости, и генерация прекращается. Пик эффективности ЭМАП продольных волн в другом образце {Н0\\с) наблюдался вблизи 7',. Генерация поперечных волн проводилась для геометрии результаты экспериментов также продемонстрировали качественное согласие с расчетными зависимостями.

Таким образом, несмотря на то, что при проведении расчетов рассматривалась однодоменная модель одноосного магнетика, не учитывалась анизотропия формы и изменение толщины скин-слоя, их результата демонстрируют качественное совпадение с экспериментальными результатами.

Исследования ЭМАП в монокристаллах показали, что закономерности явления в значительной степени определяются ориентацией магнитного поля к

осям кристалла. Представляет интерес изучение явления в поликристаллических образцах, в которых реализуются все возможные взаимные ориентации поля и оси. Изучению поведения параметров явления в поликристаллах посвящена третья глава диссертационной работы.

Эксперименты проводили на предварительно отожженных образцах поликристаллического Со по резонансной методике [9], позволяющей получить информацию об эффективности ЭМАП, модуле упругости и внутреннем трении. Эксперименты показали, что все перечисленные характеристики преобразования демонстрируют резко выраженные аномалии в области СП. В отличие от монокристалла, в области СП наблюдается два пика эффективности, примыкающие к температурам , которые с увеличением поля уменьшаются по величине и смещаются по температуре (рис.4). Подобным образом ведет себя и внутреннее трение, что указывает на преобладающую роль магнитоупругой составляющей этого параметра в области СП. В этом же диапазоне происходит аномальное увеличение АЕ -эффекта вследствие активизации магнитоупругого взаимодействия. Интерпретация полученных результатов проведена с использованием простейшей модели поликристалла, состоящего из двух типов кристаллитов: 1-Н\\с, И-Н^С. Эксперименты проводились для геометрии поэтому каждый кристаллит соответствует одной из геометрий генерации продольных волн, рассмотренных во второй главе. Кристаллиты / -го типа дают вклад в генерацию вблизи температуры . В угловой фазе в преобразовании участвуют оба типа кристаллитов.

Экспериментальные исследования поликристаллического гадолиния не выявили, в отличие от Со, ярко выраженного пика эффективности преобразования вблизи температуры СП «легкая ось - угловая фаза» (рис.5), резкое усиление эффективности преобразования происходило лишь в окрестности температуры Кюри. Данный результат объясняется преобладающим вкладом изотропной магнитострикции парапроцесса в легкоосной фазе из-за близости характерных температур

р б, отн.ед

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 Т,°С

|тсп |тс

Рис 5 Температурная зависимость эффективности двойного ЭМАП в тангенциальном поле в поликристаллическом гадолинии.

В этой же главе представлены результаты экспериментального изучения электромагнитной генерации второй гармоники УЗК в поликристаллическом Со в отсутствие постоянного магнитного поля На рис 6 представлена впервые полученная экспериментальная температурная зависимость частоты акустического резонанса в кобальте в отсутствие магнитного поля, подтверждающая теоретические представления о поведении модуля упругости одноосных магнетиков вблизи СП

На температурной зависимости эффективности генерации второй гармоники УЗК, в отличие от линейного случая, наблюдается единственный максимум, локализованный вблизи температуры Г, (рис 7) Интерпретация этого результата проведена с привлечением простейшей модели поликристалла, состоящего из двух типов кристаллитов В одноосной фазе

Т < Т1 перемагничивание происходит лишь за счет движения 180°-ых доменных границ в кристаллитах типа, поскольку в кристаллитах типа оба домена по отношению к полю равнозначны Из простейших термодинамических представлений следует, что из-за четности магнитоупругого взаимодействия движение 180°-ых границ с частотой сопровождается магнитоупругими деформациями на удвоенной частоте Подвижность 180°-ых доменных стенок максимальна вблизи температуры Т1, когда первая константа магнитной анизотропии стремится к нулю Поэтому пик эффективности генерации наблюдается вблизи этой температуры

В угловой Т) <Т < Г, и легкоплоскостной Т >Т2 фазах доменная структура усложняется, и движение доменных границ происходит путем вращения магнитных моментов атомов в легкой плоскости вокруг оси с с изменением угла Поворот вектора намагниченности в легкой плоскости не сопровождается магнитоупругими деформациями [7], поэтому в угловой фазе эффективностьге-нерации уменьшается по мере отклонения вектора намагниченности от гексагональной оси (изменение угла и вблизи температуры усиления генерации не происходит

Рис.6. Темперапурная зависимость резонансной частоты (— предполагаемый ход крйвой в отсутствии СП).

Рис. 7. Температурная зависимость эффективности генерации ультразвука на удвоенной частоте.

На примере монокристалла гадолиния показано, что в одноосных магнетиках в угловой фазе возможна генерация второй гармоники УЗК в отсутствии внешнего магнитного поля за счет анизотропной магнитострикции процессов

вращения. Для этого плоскость поляризации радиально поляризованного переменного магнитного поля должна совпадать с легкой плоскостью магнетика.

В четвертой главе рассматривается ЭМАП в ферромагнитных материалах с наведенной одноосной анизотропией магнитоупругой природы. В первой части главы исследуется влияние на эффективность ЭМАП одноосного растяжения в области температуры Кюри, когдапреобразование обусловлено изотропной магнитострикцией парапроцесса.

Эксперименты проводились на цилиндрических образцах инварных сплавов и никеля по импульсной методике в геометрии однородного ЭМАП. Одноосное растягивающее напряжение приводит к сдвигу максимума эффективности преобразования вблизи точки Кюри при сохранении его величины (рис.8).

Влияние магнитного поля и упругих напряжений на эффективность преобразования исследовано с привлечением термодинамической теории Ландау ФП 2-го рода. Для этого термодинамический потенциал записан с учетом упругой, магнитоупругой и магнитной энергии. Из условия энергетического минимума получено уравнение Аррота, решение которого по приведенной во второй главе схеме позволяет провести расчет параметра вблизи температуры Кюри при вариации поля и напряжений.

Результаты расчета без нагрузки при различных значениях поляризующего поля Н представлены на рис.9. Положение максимума Мвх по температуре точно соответствует температуре Кюри и, в отличие от восприимчивости, не зависит от напряженности магнитного поля. Влияние поля сводится лишь к уменьшению величины максимума и его размыванию. Полученный результат схож с термодинамическими расчетами для одноосных магнетиков. Известно, что точка Тс является изолированной точкой Н-Т пространства. В присутствии магнитного поля точка Кюри не является точкой фазового перехода 2-го рода, однако максимум параметра совпадает с местоположением этой температуры и с увеличением поля не смещается. Аналогичным образом ведет себя параметр вблизи температур , ограничивающих область СП,

330 350 370 390 410 430 Т,°С

Рис.8. Температурные зависимости эффективности двойного ЭМАП в поле Но=470 А/см.

Мд., отн.ед.

4 -

ч н, < н2 < н3

/ з / /

^^ 2 - у/ /

1 1 1 ...... 1 ТЯ'Г =•-, . .

-4 -2 0 2 4 (Т-Тс), отн.ед.

Рис.9. Расчетные зависимости М„х вблизи точки Кюри в отсутствие нагрузки для различных полей.

которые в присутствии магнитного поля также не являются магнитными фазовыми переходами 2-го рода.

Расчеты эффективности ЭМАП при фиксированном значении поля в зависимости от приложенных напряжений показали, что при положительном значении магнитоупругой постоянной растяжение смещает максимум эффектив-

ности в область более высоких температур, а сжатие - в область низких температур, при этом величина максимума остается неизменной. Этот результат соответствует экспериментальным зависимостям

Во второй части четвертой главы рассматривается случай возникновения одноосной анизотропии магнитоупругой природы в процессе изготовления материала на примере аморфного сплава, полученного методом закалки из жидкого состояния Экспериментальные исследования явления ЭМАП в аморфных ферромагнетиках проводили по резонансной методике на образцах магнитост-рикционно активного сплава вырезанных в виде узких лент

Температурные зависимости эффективности преобразования (рис.10), частоты акустического резонанса и внутреннего трения, полученные в ходе

£,отн.ед.

£,отн.ед.

120

40

80

0

20 70 120 170 220 270 320 Т,°С

Рис.10 Температурная зависимость эффективности двойного ЭМАП в поле Н= 5 4 А/см 1 - нагрев, 2 - охлаждение

ступенчатого нагрева до температур ниже температуры кристаллизации и последующего охлаждения образца, продемонстрировали ряд аномалий, связанных как с релаксацией закалочных напряжений, так и с процессами структурной релаксации Аномалии эффективности ЭМАП носят необратимый характер, а аномалии внутреннего трения и частоты резонанса в области температур структурной релаксации наблюдались и в процессе охлаждения Термическая обработка приводит к существенному увеличению эффективности ЭМАП и внутреннего трения и уменьшению частоты резонанса, что является следствием релаксации внутренних напряжений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе развиты термодинамические представления, позволяющие качественно описать основные закономерности явления ЭМАП вблизи фазовых переходов 2-го рода «порядок - порядок» и «порядок - беспорядок» В процессе изучения явления ЭМАП в магнетиках с одноосной кристаллографической и наведенной анизотропией получены следующие основные результаты

1 Предложена термодинамическая модель ЭМАП, в основе которой лежит представление эффективности преобразования в виде произведения намагниченности и магнитной восприимчивости, позволяющая качественно описать основные закономерности явления в одноосном магнетике в области спиновой переориентации и в изотропном магнетике вблизи температуры Кюри с учетом влияния магнитного поля и упругих напряжений Показано, что максимум эффективности ЭМАП в обоих случаях соответствует температурам, являющимся в отсутствие магнитного поля точками фазовых переходов 2-го рода и не смещается при изменении поля

2 Теоретически предсказано и экспериментально подтверждено, что в зависимости от ориентации магнитного поля к осям кристалла, усиление эффективности генерации УЗК в одноосных магнетиках наблюдается только вблизи од-

ной из температур , ограничивающих область спиновой переориен-

тации

3 Экспериментально обнаружено, что в поликристаллическом кобальте аномалии эффективности ЭМАП, модуля упругости и внутреннего трения наблюдаются вблизи обеих характерных температур 7) и Г, Для объяснения наблюдаемых особенностей явления ЭМАП в области спиновой переориентации предложена модель поликристалла одноосного магнетика, состоящего из двух типов кристаллитов, отличающихся ориентацией легкой оси к приложенному полю

4 Установлено, что генерация второй гармоники УЗК в отсутствии магнитного поля в одноосных магнетиках в легкоосной фазе обусловлена движением 180°-ых доменных границ, а в угловой фазе может происходить за счет процессов вращения Аномальное усиление генерации второй гармоники УЗК в поликристаллическом кобальте происходит только вблизи температуры перехода «легкая ось - угловая фаза»

5 Впервые, с использованием нелинейного ЭМАП экспериментально получена температурная зависимость частоты акустического резонанса в кобальте в отсутствие магнитного поля, подтверждающая теоретические представления о поведении модуля упругости одноосных магнетиков вблизи СП

6 В процессе ступенчатого отжига и последующего охлаждения в аморфном ферромагнитном сплаве обнаружены аномалии эффективности ЭМАП, резонансной частоты и внутреннего трения в области температур структурной релаксации и релаксации закаточных напряжений Аномалии эффективности ЭМАП носят необратимый характер, а аномалии внутреннего трения и резонансной частоты в области температур структурной релаксации наблюдаются и в процессе охлаждения

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Буденков ГА и др // Авторское свидетельство №257118 -Бюл изобретений -1969 -№35

2 Васильев А В , Бучельников В Д, Гуревич С Ю , Каганов М И , Гайдуков Ю П Электромагнитное возбуждение звука в металлах - Челябинск - М Издательство ЮУрГУ - 2001 - 339 с

3 Андрианов А В, Бучельников В Д, Васильев А Н , Гайдуков Ю П , Ильясов Р С , Шавров В Г Электромагнитное возбуждение ультразвука в гадолинии //ЖЭТФ -1988 -Т94 -Вып11 -С277-288

4 Мерзляков В В Изучение электромагнитно-акустического преобразования при магнитных фазовых переходах в Зd-магнетиках Автореферат дисс канд физ -мат наук - Ижевск, 1990 - 24 с

5 Ильясов Р С, Мерзляков В В Электромагнитно-акустическое преобразование объемных волн в области парапроцесса 1 Волновые закономерности // Дефектоскопия -1992 -№8 -С39-48

6 Ильясов Р С , Мерзляков В В Электромагнитно-акустическое преобразование объемных волн в области парапроцесса 2 Закономерности в окрестности точки Кюри // Дефектоскопия -1992 - №9 - С 52-60

7 Белов К П, Звездин А К, Кадомцева А М, Левитин Р 3 Ориентационные переходы в редкоземельных магнетиках - М Наука - 1979 - 317 с

8 Ильясов Р С, Бабкин С Э Нелинейное электромагнитно-акустическое преобразование в ферромагнетиках - В сб трудов VIII сессии РАО Нелинейная акустика твердого тела - Нижний Новгород, изд-во общ-ва «Интелсервис» -1998 -С 188-192

9 Комаров В А Квазистационарное электромагнитно-акустическое преобразование в металлах -Свердловск УНЦАНСССР, 1981 -288с

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ

1 М Yu Glavatskikh, H'yasov R S Electromagnetic Generation in Cobalt // The Physics of Metals and Metallography -2001 -Vol92 -Suppll -PPS147-S149

2 Ильясов Р С , Главатских М Ю, Мерзляков В В Электромагнитно-акустическое преобразование в кобальте в районе спиновой переориентации // ФММ -1997 -Т84 -Вып2 -С 73-77

3 Главатских М Ю , Ильясов Р С Генерация второй гармоники ультразвука в кобальте вблизи спиновой переориентации // В сб трудов VIII сессии РАО Нелинейная акустика твердого тела - Нижний Новгород, изд-во общ-ва «Ин-телсервис» -1998 -С 193-197

4 Ильясов Р С , Главатских М Ю Электромагнитная генерация второй гармоники ультразвука в кобальте вблизи спиновой переориентации // ФММ -1999 -Т8 8 -№2 -С 72-75

5 Ильясов Р С , Главатских М Ю Электромагнитное возбуждение второй гармоники ультразвука в монокристалле гадолиния // В сб трудов XV сессии РАО Физическая акустика Распространение и дифракция волн Геоакустика Т 1 - М ГЕОС - 2004 - С 97-99

6 Ильясов Р С , Г лаватских М Ю, Мерзляков В В , Ахметгалиева Я Л Влияние упругих напряжений на электромагнитно-акустическое преобразование вблизи точки Кюри // ФММ - 1994 - Т 77 - Вып 1 - С 60-63

7 Главатских М Ю , Ильясов Р С Электромагнитно-акустическое преобразование в аморфных материалах // В сб трудов XI сессии РАО Акустические измерения Геоакустика Электроакустика Ультразвук Т2-М ГЕОС -2001 -С 168-172

8 Ильясов Р С , Главатских М Ю Электромагнитно-акустическое преобразование в аморфном сплаве Fe8i-B|3 5-Sl3j-C2 // ФММ - 2003 - Т 95 - №3 -С 32-36

9 М Yu Glavatskikh, Electromagnetic-acoustic transformation in the spin reonentation range in uniaxial ferromagnetics - Abstract book EASTMAG-2004 -Krasnoyarsk -2004 -P195

Отпечатано с оригинал-макета заказчика

Подписано к печати 29.12.2004 Тираж 100 экз. Заказ № 23

Типография Удмуртского государственного университета 426034, Ижевск, ул.Университетская, I, корп.4

Ol 04

198

Введение.

Глава 1. ЭМАП вблизи магнитных фазовых переходов (Jlirr. обзор).

1.1. ЭМАП в окрестности точки Кюри.

1.2. ЭМАП вблизи ориеитационных фазовых переходов.

1.3. Нелинейное ЭМАП.

1.4. Постановка задачи.

Глава 2. ЭМАП в области спиновой переориентации в одноосных кристаллах.

2.1. Термодинамическая модель ЭМАП одноосного магнетика вблизи СП.

2.2 Экспериментальное исследование электромагнитной генерации объемных волн в монокристалле кобальта.

2.2.1 Методика исследования и образцы.

2.2.2 Результаты экспериментальных исследований в монокристаллах кобальта.

2.3. Выводы.

Глава 3. ЭМАП в области спиновой переориентации в поликристаллических магнетиках.

3.1. Линейное ЭМАП в поликристаллическом кобальте.

3.1.1. Методика эксперимента и образцы.

3.1.2. Экспериментальные зависимости параметров линейного ЭМАП в окрестности спиновой переориентации.

3.2. Линейное ЭМАП в поликристаллическом гадолинии.

3.3. Нелинейное ЭМАП в одноосных магнетиках.

3.3.1. Особенности экспериментальных измерений ультразвука на удвоенной частоте.

3.3.2. Нелинейное ЭМАП в кобальте.

3.3.3. Особенности нелинейного ЭМАП в гадолинии.

3.4. Выводы.

Глава 4. ЭМАП в изотропных магнетиках с наведенной одноосной анизотропией магнитоупругой природы.

4.1. Влияние одноосных упругих напряжений на ЭМАП в изотропных магнетиках вблизи точки Кюри.

4.1.1. Результаты эксперимента.

4.1.2. Термодинамическая модель ЭМАП вблизи точки Кюри с учетом влияния упругих напряжений.

4.2. ЭМАП в аморфных магнитных сплавах.

4.2.1 Методика эксперимента и образцы.

4.2.2 Экспериментальные результаты и их обсуждение.

4.3. Выводы.

Ультразвуковые методы исследования свойств твердых тел и диагностики изделий известны и широко используются довольно давно. Но в большинстве случаев способы возбуждения и регистрации акустических колебаний требуют обеспечения надежного акустического контакта между преобразователем и изучаемым образцом. Создание такого контакта с помощью иммерсионной жидкости ведет к ограничению возможностей использования традиционных пьезопреобразователей при высоких и низких температурах, на сверхвысоких частотах, а также при работе с чистыми монокристаллами. Перечисленные обстоятельства обусловили поиск новых бесконтактных способов возбуждения ультразвуковых колебаний. Первые работы по использованию электромагнитного бесконтактного метода генерации ультразвука в металле появились в 1930-х гг. [1], задолго до теоретических исследований.

Начальный этап изучения превращения энергии электромагнитных колебаний в энергию колебаний акустических, как в экспериментальном, так и в теоретическом плане, связан с нормальными металлами [2-6]. Возбуждение ультразвуковых колебаний происходит в результате взаимодействия кристаллической решетки с электронами проводимости, на которые действует в скин-слое сила Лоренца, и возможно лишь в присутствии постоянного магнитного поля.

Изучение процессов взаимной трансформации упругих и электромагнитных колебаний послужило началом развития одного из перспективных акустических методов исследования свойств твердых тел - электромагшггно-акустического преобразования (ЭМАП). В широком диапазоне частот, магнитных полей и температур в ферромагнитных металлах имеют место три основных механизма генерации ультразвука: лоренцев, модифицированный наличием намагниченности [7-12], магнитный, возникающий при неоднородном перемагничивании поляризованного ферромагнетика [13,14] и магнитоупругий, обусловленный магнитострикцией [14-20]. ЭМАП может проходить как в линейном режиме, когда частота упругих колебаний совпадает с частотой электромагнитной волны, так и в нелинейном, когда частота возбуждаемых ультразвуковых колебаний кратна частоте электромагнитных колебаний. Наблюдение ЭМАП в магннтоупорядоченных средах за счет вышеупомянутых механизмов в линейном режиме возможно лишь в присутствии постоянного магнитного поля. Любые процессы, происходящие при намагничивании вещества - смещение доменных границ, вращение векторов намагниченности доменов, приводят к четко выраженным изменениям эффективности преобразования. ЭМАП по-разному проявляется в материалах с регулярной и нерегулярной структурой. Кроме того, изменение типа магнитного упорядочения (например, при переходе из антиферромагнитной фазы в ферромагнитную) и установление магнитного порядка (точка Кюри) также сопровождаются особенностями поведения эффективности ЭМАП.

В общем случае, теоретическое изучение электромагнитного возбуждения ультразвука в магнетиках основывается на решении системы уравнении, описывающих связанные колебания электромагнитной, спиновой и упругой подсистем. Такая система включает в себя уравнения упругости, уравнения Максвелла, уравнение Ландау-Лифшица для намагниченности и замыкающие их граничные условия [17].

Процесс взаимной трансформации электромагнитных и упругих волн в твердых телах происходит одновременно и на границе раздела сред и при распространении их в среде, но в традиционной постановке, задачи электромагнитной генерации и приема акустических волн относятся к преобразованию на поверхности, так как в обоих случаях устанавливается взаимосвязь между электромагнитным полем в воздухе и акустическим полем в среде. В большинстве случаев экспериментальные исследования ЭМАП проводятся в области частот до 108 Гц (в условиях слабой связи между электромагнитной, магнитной и упругой подсистемами), поэтому вышеупомянутые задачи решаются без учета возмущения первичных полей за счет трансформации волн. Отсюда следует, что прямое и обратное ЭМАП можно рассматривать отдельно друг от друга.

Существенным фактором является и квазистационарность электромагнитного поля источника. Само понятие «квазистационарность» относится к медленно меняющимся во времени полям и связано с соотношением длины волны электромагнитного поля и расстоянием от его источника до точки наблюдения процесса. Условие квазистационарности ограничивает диапазон используемых частот — для индуктивных преобразователей 108 Гц (CD - циклическая частота). Следствием этого является зависимость рас/ л* ТС пределения электромагнитного поля вдоль границы раздела сред в скин-слое от геометрии преобразователя.

С таких позиций были рассмотрены закономерности взаимной трансформации электромагнитных и упругих волн с произвольной ориентацией волнового вектора к границе раздела сред в электропроводящих изотропных магнетиках [21-22]. Проанализированы вклады различных механизмов в ЭМАП объемных волн в зависимости от величины и орие1гтации поляризующего поля [14]. Изучено влияние упругих, электрических, магнитных и магнитоупругих свойств твердых тел на параметры, формирующие ЭМА сигнал [23-25].

К настоящему времени разработаны основные положения феноменологической теории ЭМАП в ферромагнитных металлах. Сформулированы исходные уравнения и получены решения для прямого, обратного и двойного преобразования [17,18]. Проанализированы вклады и объемных и поверхностных сил в формирование ЭМАП в зависимости от угла ввода ультразвуковых колебаний в материал, его электропроводности [26].

Метод ЭМАП применяется в дефектоскопии, используется для контроля физических свойств (при сопоставлении с полученными данными о скоростях продольных и сдвиговых акустических волн, их дисперсии и затухании; об упругой анизотропии и анизотропии магнитных свойств и др.), при измерении толщины листового проката и труб, для контроля вибраций [1,5,18].

В обычных условиях (например, в электропроводящих Зё-магнетиках при комнатной температуре), коэффициент связи - отношение плотности энергии упругих колебаний к плотности электромагнитной энергии - составляет 10"4 [13,18]. Одним из направлений поиска путей повышения эффективности ЭМАП стало изучение явления вблизи магнитных фазовых переходов (МФП). Многократное усиление генерации ультразвуковых колебаний в окрестности точек МФП было замечено в ходе температурных исследований моно- и поликристаллов 3d- и 4Г-магиетиков и инварных железо-никелевых сплавов [15,16,24-25,27-29]. Отмечены также особенности поведения ЭМАП в области спонтанных и индуцированных магнитным полем спин-переориентационных переходов. Для ряда материалов построены фазовые Н-Т диаграммы.

Как уже было замечено, особое внимание при изучении явления ЭМАП уделено магнетикам, в которых под влиянием различных воздействий происходят МФП. Существуют различные типы переходов: «порядок — беспорядок» (Точки Кюри и Нееля), «порядок - порядок». Среди последних выделяется особый класс - магнитные ориеитационные переходы, в литературе чаще называемые спин-переориентационными фазовыми переходами. Примером такого перехода может служить скачкообразное изменение направления легкого намагничивания в монокристалле железа при намагничивании в направлении [/77], отмеченное в работах [30,31]. Различают спонтанные, происходящие при изменении температуры, и индуцированные воздействием внешнего магнитного поля магнитные ориеитационные переходы.

Среди магнетиков отдельным классом объектов принято выделять «одноосные». Они характеризуются наличием кристаллографического направления, намагничивание вдоль которого происходит легче по сравнению с другими направлениями в этом же объекте. Классическим одноосным магнетиком является кобальт [32], у которого в отсутствии внешних воздействий вектор спонтанной намагниченности Мs совпадает с гексатональной осью С кристалла. При вращении Мs вокруг этой оси магнитные и магнитоупругие свойства изменяются слабо, анизотропия в базисной плоскости кристалла мала [33], критичным фактором является изменение угла между гексагональной осью и вектором Мs. В широком диапазоне изменения температур и магнитных полей легкая ось магнетика не обязательно совпадает с осью С. Явление изменения направления вектора спонтанной намагниченности под влиянием внешних воздействий называется в литературе спиновой переориентацией (СП) [32].

Экспериментальные и теоретические исследования, проведенные в редкоземельных металлах, ортоферритах и других материалах в области спин-переориентационных фазовых переходов, свидетельствуют о наличии в них аномалий упругих и магнитных свойств [32-38]. Отсюда следует, что вблизи СП переходов должны наблюдаться аномалии параметров ЭМАП, определяемых этими свойствами, и в первую очередь - эффективности преобразования. Впервые аномальное увеличение эффективности ЭМАП было зафиксировано в монокристалле кремнистого железа при намагничивании в направлении [777] [39]. Экспериментальное исследование линейного ЭМАП в монокристаллах гадолиния показали, что аномалии эффективности ЭМАП вблизи температуры СП перехода «легкая ось - угловая фаза» выражены не столь ярко [40]. Из-за близости в гадолинии температуры СП перехода и температуры Кюри, аномалии в области перехода «легкая ось - угловая фаза» маскируются значительным вкладом в ЭМАП объемной магнитострикции парапроцесса. Для детальных исследований особенностей ЭМАП в области спиновой переориентации кобальт является более удобным объектом, поскольку температура СП перехода и температура Кюри находятся в значительном удалении друг от друга. Кроме того, кобальт позволяет получить более полную картину поведения ЭМАП вблизи спонтанных СП переходов, так как в кобальте, в отличие от гадолиния, помимо перехода «легкая ось - угловая фаза» реализуется еще и переход «угловая фаза - легкая плоскость».

Предложенный авторами [24,25] термодинамический подход, в основе которого лежит представление эффективности ЭМАП в виде произведения намагниченности, маг-шггной восприимчивости и константы магнитоупругого взаимодействия, и последующее их описание с использованием теории Ландау фазовых переходов 2-го рода, позволил получить аналитические выражения для полевых зависимостей данного параметра для наиболее характерных температурных интервалов в окрестности точки Кюри: Т < Тс, Т = Тс, Т > Тс. Однако возможности такого подхода авторами использованы не в полном объеме. В частности, нет анализа поведения температурных зависимостей эффективности ЭМАП вблизи Тс в присутствии постоянного магнитного поля и упругих напряжений. Такое описание предполагает получение аналитических выражений для равновесного значения намагниченности и магнитной восприимчивости путем решения уравнения Аррота, представляющего собой условие минимума термодинамического потенциала.

В одноосных магнетиках, в частности в кобальте, спиновая переориентация в отсутствии магнитного поля осуществляется путем двух фазовых переходов 2-го рода [32]. Для описания процессов намагничивания и изменения эффективности Э\1АП за счет анизотропной магнитострикции в области СП переходов также может быть использован термодинамический подход, в котором в качестве параметра порядка рассматривается угол между намагниченностью и тем или иным кристаллографическим направлением [41].

Линейное ЭМАП (генерация ультразвука на частоте электромагнитного поля) реализуется только в присутствии приложенного магнитного поля. Использование нелинейности магнитоупругого взаимодействия позволяет изучать явление в отсутствии внешнего магнитного поля, что особенно важно при наблюдении свойств магнетиков в окрестности ФП. К тому же, функциональная связь эффективности ЭМАП с термодинамическими характеристиками магнетика в линейном и нелинейном режиме различна.

Наряду с кристаллографической одноосной анизотропией существуют материалы с так называемой «наведенной» одноосной анизотропией. Само название говорит о том, что в этих материалах направление легкого намагничивания устанавливается определенным образом. Выделенное направление может быть обусловлено условиями проведения эксперимента или возникать в процессе изготовления материала. Одним из примеров наведенной анизотропии является ситуация, когда изначально изотропный магнетик подвергается воздействию одноосной механической нагрузки. Экспериментально данную ситуацию можно реализовать вблизи точки Кюри, где магнитоупругое взаимодействие носит изотропный характер. К материалам с «наведенной» анизотропией можно отнести и аморфные ферромагнетики". Хотя структурно разупорядоченные материалы, как правило, не должны обладать макроскопической анизотропией с определенным направлением легкого намагничивания, исключение составляют сплавы, в которых одноосная анизотропия была индуцирована в результате особых условий изготовления [42]. Наведенная макроскопическая магнитная анизотропия может проявляться как результат воздействия внешнего магнитного поля, приложенного как в процессе термообработки, так и в процессе изготовления образца. В первом случае магнитное поле приводит к выделению преимущественного направления в ранее изотропном ферромагнетике и к появлению остаточной намагниченности. В зависимости от условий напыления ось анизотропии может либо лежать в плоскости пленки, либо быть ей перпендикулярной. В работах [43-46] приводятся данные, обьясняющие макроскопическую магнитную анизотропию направленным композиционным ближним порядком и анизотропией распределения ориентации связен, повторным испарением атомов с поверхности пленки, возникновением определенного псевдодиполь-ного ближнего порядка атомов. Кроме наведенной анизотропии в аморфных металлических сплавах (АМС) проявляется локальная магнитная анизотропия. Изменение формы образца (деформация при постоянном объеме), возникающее вследствие наличия одноосной анизотропии, приводит к тому, что аморфный ферромагнетик обладает линейной маг-нитострикцией.

В аморфных ферромагнетиках различные магнитоупругие эффекты (AM и ЛЕ -эффекты, магнитоупругое затухание и т.д.) проявляются в большей степени нежели в кристаллах [42,47-51]. Изучение физических свойств АМС показало, что они структурно-чувствительны [52]. При термической обработке АМС в области температур ниже точки кристаллизации в результате релаксационных процессов происходят структурные изменения, вызывающие изменение магнитных, магнитоупругих и других характеристик АМС [47,53-54]. Вышеперечисленные обстоятельства позволяют предположить, что метод ЭМАП применим для изучения свойств аморфных ферромагнетиков. И в свою очередь интересно рассмотреть поведение ЭМА параметров в неупорядоченных материалах (данные о подобных экспериментальных исследованиях в литературе отсутствуют).

Таким образом, цель диссертационной работы состоит в экспериментальном и теоретическом изучении закономерностей ЭМАП в магнетиках с одноосной кристаллографической и наведенной анизотропией.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- Теоретическое описание ЭМАП в одноосном магнетике в области СП для различных экспериментальных ситуаций с использованием термодинамических представлений о явлении;

- Экспериментальное исследование ЭМАП продольных и поперечных акустических волн в монокристаллах кобальта при различной орие!ггации поляризующего поля к осям кристалла в области СП;

- Экспериментальное исследование ЭМАП в поликристаллических образцах кобальта и гадолиния в области СП;

- Экспериментальное исследование электромагнитной генерации второй гармоники ультразвука в кобальте и гадолинии;

- Экспериментальное исследование и термодинамическое описание ЭМАП в изотропных магнетиках, подвергнутых одноосному растяжению в окрестности температуры Кюри;

- Экспериментальное исследование ЭМАП в аморфном ферромагнитном сплаве.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Физико-технического института УрО РАН по темам «Взаимная трансформация электромагнитных и акустических полей вблизи магнитных и структурных фазовых переходов» (№ гос. регистрации 01.9.60002860) и «Исследование электромагнитно-акустического преобразования (ЭМАП) в условиях магнитных и структурных превращений в анизотропных и неоднородно намагниченных изотропных магнетиках при наличии внешних воздействий» (№ гос. регистрации 01.2.00103242). Исследования по данной тематике получили поддержку Американского Акустического общества (грант RX0-1210(3)-XX-04).

Научная новизна и защищаемые результаты

1. Результаты теоретического изучения ЭМАП в одноосном магнетике в области СП: предложена модель и впервые проведены расчеты поведения эффективности ЭМАП объемных волн для различных геометрий эксперимента; впервые показано, что в магнитном поле пик эффективности ЭМАП, описываемой произведением намагниченности и магнитной восприимчивости, наблюдается при температурах, соответствующих в отсутствии магнитного поля точкам фазовых переходов 2-го рода.

2. Результаты экспериментального исследования ЭМАП продольных и поперечных акустических волн в монокристаллах кобальта: впервые показано, что пик эффективности ЭМАП, в зависимости от ориентации поляризующего поля к осям кристалла и типа возбуждаемой волны, наблюдается вблизи одной из характерных температур, ограничивающих область СП.

3. Результаты экспериментального исследования параметров ЭМАП в поликристаллических образцах кобальта и гадолиния при изменении поля и температуры: впервые показано, что в поликристалле Со пики эффективности ЭМАП наблюдаются вблизи обеих температур, ограничивающих область СП; дана соответствующая интерпретация.

4. Результаты экспериментального исследования нелинейного ЭМАП в пол и кристаллическом кобальте и кристалле гадолиния: впервые показано, что генерация второй гармоники УЗК в Со наиболее эффективна в области перехода «легкая ось - угловая фаза» и обусловлена движением 180°-ых доменных границ; впервые получена температурная зависимость модуля упругости Со в области СП; в кристалле Gd установлена возможность генерации второй гармоники в отсутствии поляризующего поля за счет процессов вращения.

5. Результаты экспериментального исследования ЭМАП продольных волн в изотропных магнетиках: впервые показано, что одноосное растяжение приводит к смещению пика эффективности ЭМАП вблизи точки Кюри; проведено описание этого эффекта с использованием термодинамических представлений о явлении.

6. Результаты эксперимет-ального исследования полевых и температурных зависимостей параметров ЭМАП в аморфном ферромагнитном сплаве: впервые обнаружены аномалии эффективности ЭМАП, резонансной частоты и внутреннего трения в области температур релаксации закалочных напряжений и структурной релаксации. Научная и практическая ценность работы

Расширена методологическая база для изучения магнитных фазовых переходов 2-го рода в анизотропных и изотропных магнетиках с использованием линейного и нелинейного ЭМАП.

Определены условия, при которых в одноосных магнетиках происходит усиление эффективности генерации УЗК в области СП, что может быть использовано при разработке устройств акустоэлектроники.

Результаты исследования параметров ЭМАП в аморфных сплавах могут быть использованы для разработки методов исследования процессов структурной релаксации и релаксации закалочных напряжений в АМС. Апробация работы и публикации

Основные результаты, полученные при работе над диссертацией, докладывались и обсуждались на следующих национальных и международных конференциях: VI сессии Российского акустического общества (РАО) «Акустика на пороге XXI века», г. Москва, 1997 г.; XVIII Уральской конференции «Контроль технологий, изделий и окружающей среды», г. Ижевск, 1998 г.; VIII сессии РАО «Нелинейная акустика твердого тела», г. Нижний Новгород, 1998 г.; Российской конференции «Фазовые переходы и нелинейные явления в конденсированных средах», г. Махачкала, 2000 г.; Евро-Азиатском симпозиуме «Тенденции в магнетизме» EASTMAG-2001, г. Екатеринбург, 2001 г.; 1-ой Российской конференции молодых ученых по физическому материаловедению, г. Калуга, 2001 г.; XI политематической сессии РАО, г. Москва, 2001 г.; Евро-Азиатском симпозиуме «Тенденции в магнетизме» EASTMAG-2004, г. Красноярск, 2004 г.; XV политематической сессии РАО, г. Нижний Новгород, 2004 г.

Основные результаты диссертации изложены в 9 работах (8 статей и 1 тезисы доклада; ссылки [95,96,101-104,113-115]). Структура диссертации

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы.

Первая глава представляет собой обзор работ, посвященных изучению явления ЭМАП в окрестности МФП. Материал условно разделен на три части. В первой рассматриваются теоретические аспекты и экспериментальные результаты наблюдения ЭМАП в условиях разрушения магнитного порядка. Затем рассматриваются работы, посвященные изучению особенностей электромагнитной генерации ультразвука при изменении типа магнитного упорядочения. Еще один раздел главы посвящен работам по исследованию нелинейного ЭМАП. В конце главы формулируется постановка задачи.

Во второй главе исследованы особенности явления ЭМАП в области СП в одноосных магнетиках. С использованием термодинамической теории СП проведены расчеты параметра Ма%, определяющего, согласно феноменологической модели ЭМАП, поведение эффективности преобразования. В аналитическом виде задачу удается решить для двух ситуаций, когда магнитное поле ориентировано вдоль гексагональной оси кристалла На || с, и когда поле ориентировано в базисной плоскости На JLС. Расчеты проведены для генерации как продольных, так и поперечных волн. Экспериментальная проверка основных закономерностей, следующих из модельных расчетов, была проведена на двух образцах монокристалла кобальта. Результаты экспериментов продемонстрировали качественное согласие с расчетными зависимостями.

В третьей главе экспериментально исследованы аномалии параметров ЭМА преобразования в поликристаллах кобальта и гадолиния при изменении поля и температуры. Предложена модель простейшего поликристалла, состоящего из двух типов кристаллитов, объясняющая особенности генерации ультразвука в одноосных магнетиках как на основной частоте, так и на высших гармониках. Экспериментально исследованы особенности электромагнитной генерации ультразвука в кристалле гадолиния.

В четвертой главе рассматривается ЭМАП в ферромагнитных материалах с наведенной одноосной анизотропией магнитоупругой природы. В первой части главы изучается влияние на эффективность ЭМАП одноосного растяжения в области температуры Кюри, когда преобразование обусловлено изотропной магнитострикцией парапроцесса. Исследовано влияние магнитного поля и упругих напряжений на эффективность преобразования с привлечением термодинамической теории Ландау ФП 2-го рода. Во второй части четвертой главы рассматривается случай возникновения одноосной анизотропии магнитоупругой природы в процессе изготовления материала на примере аморфного сплава, полученного методом закалки из жидкого состояния.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

Содержание работы изложено на 121 странице машинописного текста, включая 43 рисунка и библиографический список литературы из 120 наименований.

4.3 Выводы

1. Экспериментально исследовано ЭМАП продольных волн в изотропных магнетиках, подвергнутых одноосному механическому растяжению в окрестности температуры Кюри. Предложена термодинамическая модель, позволяющая качественно описать явление ЭМАП при воздействии на магнетик магнитного поля, температуры и напряжений.

2. Показано, что пик параметра Ма%, описывающего эффективность ЭМАП в рамках предложенной модели, точно совпадает с точкой Кюри и не смещается под влиянием магнитного поля, что является универсальной особенностью данного параметра вблизи фазовых переходов 2-го рода, в том числе ориентационного типа.

3. Экспериментально и теоретически показано, что под воздействием магнитоупругой анизотропии, обусловленной приложением одноосных упругих напряжений, максимум эффективности ЭМАП вблизи Тс смещается, и величина сдвига прямо пропорциональна коэффициенту магнитоупругой связи парапроцесса.

4. В процессе ступенчатого отжига и последующего охлаждения обнаружены аномалии эффективности ЭМАП, резонансной частоты и внутреннего трения в аморфном ферромагнитном сплаве в области температур релаксации закалочных напряжений и структурной релаксации. Аномалии эффективности ЭМАП носят необратимый характер, а аномалии внутреннего трения и частоты резонанса в области температур структурной релаксации наблюдаются и в процессе охлаждения.

Эксперименты показали, что метод ЭМАП является перспективным для исследования релаксационных процессов, протекающих в аморфных металлических сплавах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе развиты термодинамические представления, позволяющие качественно описать основные закономерности явления ЭМАП вблизи фазовых переходов 2-го рода «порядок — порядок» и «порядок — беспорядок». В процессе изучения явления ЭМАП в магнетиках с одноосной кристаллографической и наведенной анизотропией получены следующие основные результаты:

1. Предложена термодинамическая модель ЭМАП, в основе которой лежит представление эффективности преобразования в виде произведения намагниченности и магнитной восприимчивости, позволяющая качественно описать основные закономерности явления в одноосном магнетике в области спиновой переориентации и в изотропном магнетике вблизи температуры Кюри с учетом влияния магнитного поля и упругих напряжений. Показано, что максимум эффективности ЭМАП в обоих случаях соответствует температурам, являющимся в отсутствии магнитного поля точками фазовых переходов 2-го рода, и не смещается при изменении поля.

2. Теоретически предсказано и экспериментально подтверждено, что в зависимости от ориентации магнитного поля к осям кристалла усиление эффективности генерации УЗК в одноосных магнетиках наблюдается только вблизи одной из температур (7) или Т2), ограничивающих область спиновой переориентации.

3. Экспериментально обнаружено, что в поликристаллическом кобальте аномалии эффективности ЭМАП, модуля упругости и внутреннего трения наблюдаются вблизи обеих характерных температур Т1 и Т2 ■ Для объяснения наблюдаемых особенностей явления

ЭМАП в области спиновой переориентации предложена модель поликристалла одноосного магнетика, состоящего из двух типов кристаллитов, отличающихся ориентацией легкой оси к приложенному полю.

4. Установлено, что генерация второй гармоники УЗК в отсутствии магнитного поля в одноосных магнетиках в легкоосной фазе обусловлена движением 180°-ых доменных границ, а в угловой фазе может происходить за счет процессов вращения. Аномальное усиление генерации второй гармоники УЗК в поликристаллическом кобальте происходит только вблизи температуры перехода «легкая ось - угловая фаза».

5. Впервые, с использованием нелинейного ЭМАП экспериментально получена температурная зависимость частоты акустического резонанса в кобальте в отсутствии магнитного поля, подтверждающая теоретические представления о поведении модуля упругости одноосных магнетиков вблизи СП.

6. В процессе ступенчатого отжига и последующего охлаждения в аморфном ферромагнитном сплаве обнаружены аномалии эффективности ЭМАП, резонансной частоты и внутреннего трения в области температур структурной релаксации и релаксации закалочных напряжений. Аномалии эффективности ЭМАП носят необратимый характер, а аномалии внутреннего трения и резонансной частоты в области температур структурной релаксации наблюдаются и в процессе охлаждения.

1. Васильев А.В., Бучельников В.Д., Гуревич С.Ю., Каганов М.И., Гайдуков Ю.П. Электромагнитное возбуждение звука в металлах. - Челябинск. - М.: Издательство ЮУрГУ. - 2001. — 339 с.

2. Конторович В.М., Глушок A.M. Преобразование звуковых и электромагнитных волн на границе проводника в магнитном поле // ЖЭТФ. 1961. — Т.41. - Вып.4(10). — С.1195-1204.

3. Конторович В.М. Уравнения теории упругости и дисперсия звука в металлах // ЖЭТФ. 1963. - Т.45. - Вып.5(11). - С.1638-1653.

4. Каганов М.И., Фикс В.Б. Возбуждение звука током в металлических пленках // ФММ.- 1965. Т. 19. - Вып.4. - С.489-494.

5. Буденков Г.А., Гуревич С.Ю. Современное состояние бесконтактных методов и средств ультразвукового контроля (обзор) // Дефектоскопия. 1981. - №5. - С.5-33.

6. Васильев А.Н., Гайдуков Ю.П. Электромагнитное возбуждение звука в металлах // УФН. 1983. - Т.141. - Вып.З. - С.431-467.

7. Власов К.Б., Кулеев В.Г. Частотный и размерный резонансы в явлениях возбуждения упругих волн // ФТТ. 1967. - Т.9. - №10. - С.3022-3026.

8. Власов КБ., Кулеев В.Г. Преобразование электромагнитных волн в упругие (и наоборот) на границах магнитополяризованных металлов // ФММ. 1968. - Т.25. — №1. - С. 15-27.

9. Кравченко В .Я. Электромагнитное возбуждение звука в металлической пластине // ЖЭТФ. 1968. - Т.54. - №5. - С.1494-1509.

10. Alig R.C. Direct electromagnetic generation of transverse acoustic waves in metals// Phys.Rev. 1969. - V. 178. - №3. - P. 1050-1058.

11. Quinn J.J. Electromagnetic generation of acoustic waves and surface impedance of metals // Phys.Lett.A. 1967. - V.25. - №7. - P.522-523.

12. Dobbs E.R., Thomas R.L., Hsu D. Resonant effects in directly generated acoustic waves // Phys.Lett.A. 1969. - V.30. -№6. - P.338-339.

13. Ильин И.В. Исследование электромагнитно-акустического метода возбуждения и приема волн Рэлея в ферромагнетиках: Дисс. . канд.физ.-мат.наук. Л.: ЛЭТИ, 1979.- 162с.

14. Ильясов Р.С. Исследование особенностей электромагнитно-акустического преобразования в ферромагнетиках при развитом скин-эффекте: Дисс. . канд.физ.-мат.наук. Ижевск: ФТИ УрО РАН, 1983. - 168с.

15. Гилiс М.Б. Электромагнитное возбуждение звука в никеле // ФТТ. — 1972. — Т. 11. -№12. С.3563-3567.

16. Буденков Г.Л., Маскаев А.Ф. Механизм возбуждения и регистрации ультразвуковых волн в железе и железоникелевом сплаве в районе температуры Кюри // Дефектоскопия. 1973. - №1. - С. 109-115.

17. Бучельников В.Д., Васильев А.Н. Электромагнитное возбуждение ультразвука в ферромагнетиках//УФН. 1992. - Т. 162. -Jfe3. - С.89-128.

18. Комаров В.А. Квазистационарное электромагнитно-акустическое преобразование в металлах. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1981.-288 с.

19. Шкарлет Ю.М. Бесконтактные методы ультразвукового контроля. М.: Машиностроение. - 1974. - 55с.

20. Frost Н.М. Electromagnetic-ultrasound transducers: principles, practice and applications// Physical Acoustics. Academic Press. 1979. - V. 14. - P. 179-275.

21. Комаров В.А., Ильясов P.C., Шакшин Н.И. Исследование закономерностей возбуждения объемных акустических волн в ферромагнетиках квазистационарным электромагнитным полем // Дефектоскопия. 1983. - ЛЬ4. - С.83-92.

22. Комаров В.А., Ильясов Р.С., Шакшин Н.И. Преобразование упругих объемных волн в электромагнитное поле на границе ферромагнитного пространства // Дефектоскопия. — 1982. №5. — С.30-35.

23. Ильясов Р.С., Комаров В.А. Электромагнитно-акустическое преобразование объемных волн в ферромагнетиках накладными преобразователями. I. Экспериментальное изучение закономерностей // Дефектоскопия. 1983. — №11. — С.53-60.

24. Ильясов Р.С., Мерзляков В.В. Электромагнитно-акустическое преобразование объемных волн в области парапроцесса. 1.Волновые закономерности // Дефектоскопия. 1992. -№8. -С.39-48.

25. Ильясов Р.С., Мерзляков В.В. Электромагнитно-акустическое преобразование объемных волн в области парапроцесса. 2.3акономерности в окрестности точки Кюри // Дефектоскопия,- 1992. №9. - С.52-60.

26. Ильясов Р.С., Боровкова М.А., Комаров В.А. Электромагнитно-акустическое преобразование объемных волн в ферритах // Дефектоскопия. — 1996. №1. - С.33-40.

27. Андрианов А.В., Бучельников В.Д., Васильев А.Н., Гайдуков Ю.П., Ильясов Р.С., Шавров В.Г. Электромагнитное возбуждение ультразвука в гадолинии // ЖЭТФ. -1988. Т.94. - Вып.11. - С.277-288.

28. Андрианов А.В., Васильев А.Н., Гайдуков Ю.П., Ильясов Р.С. Электромагнитное возбуждение ультразвука в тербии // ФММ. 1987. - Т.64. - Вып.5. - С. 1036-1038.

29. Андрианов А.В., Васильев А.Н., Гайдуков Ю.П., Ильясов Р.С. Электромагнитно-акустическое преобразование в диспрозии при магнитных фазовых переходах // ФММ. 1989. - Т.67. - Вып.4. - С.708-711.

30. Акулов Н.С. Ферромагнетизм. -М.: ОНТИ. 1939. - 188 с.

31. Бозорт Р. Ферромагнетизм. М.: ИЛИ. - 1956. - 784 с.

32. Белов К.П., Звездин А.К., Кадомцева А.М., Левитин Р.З. Ориентационные переходы в редкоземельных магнетиках. -М.: Наука. — 1979. 317 с.

33. Тикадзуми С. Физика ферромагнетшма. Магнитные характеристики и практические применения. М.: Мир. - 1987. - 420 с.

34. Катаев Г.И., Попков А.Ф., Шавров В.Г., Шубин В.В. Влияние магнитного поля на модуль упругости гексагонального ферромагнетика с анизотропией типа «легкая плоскость» (на примере монокристалла Tbo,4Gdo,6) // ЖЭТФ. 1985. - Т.89. -Вып.4(10). - С.1416-1431.

35. Баженов М.В., Котов Л.Н. Затухание ультразвука в марганец-цинковой шпинели в области спиновой переориентации // Акустический журнал. 1997. - Т.43. — №6. -С.744-748.

36. Дерягин А.В., Квашнин Г.М., Капитонов A.M. Упругие и магнитоупругие свойства интерметаллического соединения NdCos в области спонтанного спин-переориентационного фазового перехода // ФММ. — 1984. Т.57. - Вып.4. - С.686-691.

37. Барьяхтар В.Г., Гришин A.M., Дроботько В.Ф. Спектр элементарных возбуждений при спиновой переориентации ферромагнетиков // ФНТ. 1981. — Т.7. - №11. -С.1486-1491.

38. Комаров В.А., Ильясов Р.С., Мерзляков В.В. Электромагнитно-акустическое преобразование при спин-переориентационном переходе в железе // ФММ. 1991. -№10. -С.54-60.

39. Андрианов А.В., Васильев А.Н., Гайдуков Ю.П., Ильясов Р.С., Чистяков О.Д. Электромагнитное возбуждение ультразвука в монокристаллах гадолиния // Письма в ЖЭТФ. 1987. - Т.45. - Вып. 12. - С.571-574.

40. Каганов М.И., Ягубов А.А. Особенности фазовой диаграммы одноосного ферромагнетика в магнитном поле// ФММ. 1973. -Т.36. -Вып.6. - С. 1127-1141.

41. Андреенко А.С., Никитин С.А. Магнитные свойства аморфных сплавов редкоземельных металлов с переходными Зс1-металлами // УФН. 1997. - Т. 167. - №6.- С.605-622.

42. Egami Т, Graham C.D., Dmowski W., Zhou P., Flanders P.J., Marinero E.E., Notarys H., Robinson C. Anisotropy and coercivity of amorphous Re-Tm films // IEEE Trans. On Magn.- 1987. Vol.MAG-23. -J65. - P.2269-2271.

43. Глазер A.A., Тагиров Р.И. Аморфные магшгтные материалы // Изв.АН СССР. Сер. Физ. - 1978! -Т.42. -№8.- С. 1600-1608.

44. Глазер А.А., Кашинцев А.С., Колотов О.С., Погожев В.А., Тагиров Р.И. Механизм импульсного перемагничивания магнитомягких аморфных пленок, связанный с неоднородным вращением намагниченности // ФММ. — 1993. — Т.76. Вып.1. - С.72-78.

45. Глазер А.А., Шулика В.В., Потапов А.П. Влияние индуцированной магнитной анизотропии на статические и динамические магнитные свойства аморфных магнитомягких сплавов с различной магнитострикцией // ФММ. 1994. - Т.78. — Вып.4. - С.45-51.

46. Золотухин И.В. Физические свойства аморфных металлических сплавов. — М.: Металлургия. 1986. - 176 с.

47. Кобелев Н.П., Сойфер Л.М. Изменение в магнитном поле затухания и скорости звуковых волн в аморфных ферромагнитных металлах It ФТТ. 1986. - Т.28. - Вып.2.- С.425-432.

48. Кобелев Н.П., Сойфер Я.М. «Гигантский» ЛЕ -эффект и магнитомеханическое затухание в аморфной ферромагнитной ленте // ФТТ. 1987. - Т.29. - Вып.5. - С. 15641567.

49. Золотухин И.В., Калинин Ю.Е., Кондусов В.А. Магнитоупругое затухание и ЛЕ -эффект в аморфном сплаве Fe45Co45Zrio И ФТТ. 1990. - Т.32. - Вып.З. - С.765-768.

50. Калинин Ю.Е., Суходолов Б.Г., Золотухин И.В., Алехин В.П. Магнитоупругое затухание и ЛЕ -эффект в аморфном сплаве на Fe-Ni основе // ФММ. 1983. - Т.55. — Вып.2. - С.243-247.

51. Золотухин И.В., Калинин Ю.Е. Аморфные металлические сплавы // УФН. 1990. — Т. 160-Вып.9. — С.75-100.

52. Судзуки К., Фудзимори X., Хасимото К. Аморфные металлы. М.: Металлургия. -1987.-328 с.

53. Хандрих К., Кобе С. Аморфные ферро- и ферримагнетики. М.: Мир, 1982. - 296 с.

54. Буденков Г. А. и др. // Авторское свидетельство №257118. — Бюл.изобретений. 1969. -№35.

55. Тригубович Б.В., Домород Н.Е. К теории электромагнитного возбуждения ультразвука в ферромагнетиках в районе температуры Кюри // Дефектоскопия. 1984. - №7. -С. 57-64.

56. Белов К.П. Магнитные превращения. -М.: Госиздат, 1959. -259 с.

57. Ильясов Р.С., Бабкин С.Э. Электромагнитно-акустическое преобразование поверхностных волн в инварных сплавах // Дефектоскопия. 1996. - №12. - С. 16-23.

58. Комаров В.А. Электромагнитно-акустическое преобразование вблизи точки Кюри // ФММ. 1995. - Т.80. - Вып. 1. - С. 17-26.

59. Комаров В.А., Ильясов Р.С. Экспериментальное изучение электромагнитно-акустического преобразования в различных кристаллографических направлениях монокристаллов кремнистого железа// Дефектоскопия. 1980. -№10. - С. 102-106.

60. Комаров В.А., Ильясов Р.С. Влияние магнитных характеристик металла на электромагнитно-акустическое преобразование // Дефектоскопия. 1982. - №1. - С.71-77.

61. Комаров В.А., Ильясов Р.С., Мерзляков В.В. Электромагнитно-акустическое преобразование при спин-переориентационном переходе в железе // Депонировано в ВИНИТИ, №197-В90 Деп. 1990. - 25 с.

62. Вонсовский С В., Шур Я.С. Ферромагнетизм. -М.:, JI: ОГИЗ. 1948. - 816 с.

63. Андрианов А.В., Васильев А.Н., Гайдуков Ю.П., Фосетт Э. Исследование магнитной фазовой диаграммы диспрозия методом электромагнитного возбуждения звука // Письма в ЖЭТФ. 1989. -Т.49. - Вып. 11. -С.621-624.

64. Андрианов А.В., Бучельников В.Д., Васильев А.Н., Гайдуков Ю.П., Шавров В.Г. Электромагнитное возбуждение ультразвука в монокристалле диспрозия // ЖЭТФ. — 1990. Т.97. - Вып.5. - С. 1674-1687.

65. Andrianov A.V., Gaidukov Yu.P., Vasil'ev A.N., Fawcett E. The magnetic phase diagrams of dysprosium // JMMM. 1991. - V.97. - P.246-250.

66. Бучельников В.Д., Шавров В.Г. Электромагнитное возбуждение поперечного звука в редкоземельных магнитных материалах // ФТТ. 1991. - Т.ЗЗ. -№11.- С.3284-3290.

67. Мерзляков В.В. Изучение электромагнитно-акустического преобразования при магнитных фазовых переходах в 3d-MarHeTiiKax: Автореферат дисс.канд.физ.-мат.наук -Ижевск, 1990. -24с.

68. Белов К.П. Редкоземельные магнетики и их применение. М.: Наука. - 1980. - 240 с.

69. Ильясов Р.С., Боровкова М.А. Электромагнитная генерация объемных волн в интерметаллидах RFe2 // ФММ. 1996. - Т.82. - Вып.2. - С.32-37.

70. Боровкова М.А., Ильясов Р.С., Вопшина Е.В. Упругие и магнитоупругие свойства ErFe2 в окрестности точки компенсации // ФММ. 1997. - Т.84. - Вып.2. - С.67-72.

71. Боровкова М.А., Ильясов Р.С. Электромагнитно-акустическое преобразование при спиновой переориентации в DyCo5// ФММ. 2000. - Т.89. - Вып.5. - С.37-42.

72. Borovkova М.А., H'yasov R.S. Low-Temperature Paraprocess in DyCos // The Physics of Metals and Metallography. 2002. - Vol.93. Suppl. 1. - Pp.S31-S34.

73. Белов К.П. Ферриты в сильных магнитных полях. М.: Наука. - 1972. - 200 с.

74. Белов К.П. Эффекты парапроцесса в ферримагнетиках и антиферромагнетиках. М.: Физматлит. - 2001. - 80 с.

75. Полякова A.JI. Нелинейные явления при распространении звуковых волн в магнитоупругих средах // Акустический журнал. 1976. - Т.22. - Вып.З. - С.427-431.

76. Ожогин В.И., Преображенский B.JI. Ангармонизм смешанных мод и гигантская акустическая нелинейность антиферромагнетиков // УФН. — 1988. Т. 155. - Вып.4. -С.593-621.

77. Полякова А.Л. Нелинейные явления в магнитострикционных излучателях звука // Акустический журнал. 1975. -Т.21. - Вып.4. - С.605-611.

78. Сыркин Л.Н. Пьезомагнитная керамика. Л.: Энергия. — 1980. - 280 с.

79. Бучельников В.Д., Шавров В.Г. Генерация третьей гармоники в магнетиках вблизи ориентационных фазовых переходов // ФТТ. 1986. - Т.28. -Вып. 10. - С.3235-3237.

80. Ожогин В.И., Лебедев А.Ю., Якубовский АЛО. Удвоение частоты звука и акустическое детектирование в гематите // Письма в ЖЭТФ. 1978,- Т. 127. - Вып.6. — С.333-336.

81. Бучельников В.Д., Тарасенко В.В., Шавров В.Г. Релаксационные процессы в магнетиках вблизи ориентационных фазовых переходов // ФТТ. 1983. - Т.25. -Вып. 10.-С.3019-3024.

82. Мирсаев И.Ф.; Меньшенин В.В., Туров Е.А. Нелинейная магнитоупругая генерация поперечных звуковых волн в ферромагнетиках // ФТТ. — 1986. — Т.28. — Вып.8. — С.2428-2434.

83. Мирсаев И.Ф., Меньшенин В.В., Туров Е.А. Генерация вторых продольных звуковых гармоник в одноосных магнетиках в области магнитных фазовых переходов // ФТТ. -1987. Т.29. - Вып.8. - С.2429-2433.

84. Лебедев А.Ю., Ожогин В.И., Сафонов В.Л., Якубовский Л.Ю. Нелинейная магнитоакустика ортоферрита вблизи спиновой переориентации // ЖЭТФ. 1983. -Т.85. - Вып.3(9). - С.1059-1071.

85. Комаров В.А., Кононов П.С. Изучение прямого и обратного электромагнитно-акустического преобразования в ферромагнитных стержнях//Дефектоскопия. 1978.- №5. С.20-26.

86. Кулеев В.Г., Кононов П.С., Телегина И.А. Влияние растягивающих нагрузок на электромагнитно-акустическое преобразование в никеле // Дефектоскопия. 1980. -№4. - С.39-49.

87. Кулеев В.Г., Кононов П.С., Телегина И.А. Теория ЭМА-преобразования и некоторые области его использования. — В кн.: Электромагнитные методы измерений и неразрушающего контроля. Свердловск, УНЦ РАН СССР. -1986. - С.95-102.

88. Gorodetsky G., Luthi В., Moran TJ., Mullen M.E. Magnetoelastic excitation of sound in magnetic materials // J.Appl.Phys. 1972. - V.43. - №3. - P. 1234-1238.

89. Бучельников В.Д, Никишин Ю.А. Нелинейное электромагнитное возбуждение ультразвука в ферромагнетиках с доменной структурой // ФТТ. — 1996. Т.38. - №8. -С.2516-2523.

90. Ильясов Р.С., Комаров В.А., Мерзляков В.В. Электромагнитная генерация высших ультразвуковых гармоник вблизи точки Кюри // ФММ. 1992. - №1. - С. 148-150.

91. Ильясов Р.С., Комаров В.А., Мерзляков В.В., Рубцов В.И. Нелинейное ЭМАП в кремнистом железе // ФММ. 1993. - Т.75. - Вып.5. - С.54-59.

92. Ильясов Р.С., Бабкин С.Э. Импульсное электромагнитно-акустическое преобразование высших гармоник поверхностных волн в ферромагнетиках // Дефектоскопия. 1995. - №8. - С.53-60.

93. Ильясов Р.С., Бабкин С.Э. Нелинейное электромагнитно-акустическое преобразование в ферромагнетиках. В сб. трудов VIII сессии РАО: Нелинейная акустика твердого тела. - Нижний Новгород, изд-во общ-ва «Интелсервис». — 1998. - С. 188-192.

94. M.Yu. Glavatskikh, Il'yasov R.S. Electromagnetic Generation in Cobalt // The Physics of Metals and Metallography. 2001. - Vol.92. - Suppl.l. - PP.S147-S149.

95. M.Yu. Glavatskikh, Il'yasov R.S. Electromagnetic-acoustic transformation in the spin reorientation range in uniaxial ferromagnetics. Abstract book EASTMAG-2004. -Krasnoyarsk. - 2004. - P.195.

96. Мицек А.И., Колмакова Н.П., Сирота Д.И., Карнаухов И.Н. О динамике ферромагнетиков вблизи ориентационных фазовых переходов // ФММ. 1976. - Т.41.- Вып.З. С.464-475.

97. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Статистическая физика. -М: Наука, 1964. -567 с.

98. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. -М.: Наука, Гл.ред.физ.-мат.литературы, 1986. 544 с.

99. Мицек А.И. Фазовые переходы в кристаллах с магнитной структурой. Киев.: Наукова думка, 1989. - 320 с.

100. Ильясов Р.С., Главатских М.Ю., Мерзляков В.В. Электромагнитно-акустическое преобразование в кобальте в районе спиновой переориентации // ФММ. 1997. - Т.84. - Вып.2. - С.73-77.

101. Главатских М.Ю., Ильясов Р.С. Генерация второй гармоники ультразвука в кобальте вблизи спиновой переориентации // В сб. трудов VIII сессии РАО: Нелинейная акустика твердого тела. — Нижний Новгород, изд-во общ-ва «Интелсервис». 1998. - С.193-197.

102. Ильясов Р.С., Главатских М.Ю. Электромагнитная генерация второй гармоники ультразвука в кобхтьте вблизи спиновой переориентации // ФММ. — 1999. Т.88. - №2. - С.72-75.

103. Ильясов Р.С., Главатских М.Ю. Электромагнитное возбуждение второй гармоники ультразвука в монокристалле гадолиния // В сб. трудов XV сессии РАО: Физическая акустика. Распространение и дифракция волн. Геоакустика. Т.1. М.: ГЕОС. - 2004. - С.97-99.

104. Bedauxt J-E., Сао В. Elastic behaviour of pure cobalt near the spin-reorientation phase transition//J.Phys.: Condens.Matter. 1991. - V.3. -P.2263-2272.

105. Белов К.П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнитных металлах // Ленинград. Главполитграфиздат. - 1951. - 255с.

106. Катаев Г.И., Шубин В.В. Модуль упругости, АЕ-эффект и внутреннее трение некоторых редкоземельных сплавов систем Er-ТЬ и Gd-Tb в области 4,2-330 К // ФММ. 1979. - Т.48. - Вып. 1. - С. 188-193.

107. Белов К.П., Левитин Р.З., Никитин С.А., Педько А.В. Магнитные и магнитоупругие свойства диспрозия и гадолиния // ЖЭТФ. 1961. - Т.40. - Вып.6. -С. 1562-1569.

108. Белов К.П., Ергин Ю.В., Педько А.В. Магнитострикция монокристалла гадолиния // ЖЭТФ. 1965. - Т.49. - Вып.2(8). - С 414-419.

109. Аникеев Д.И., Зарембо Л.К., Карпачев С.Н., Кумскова И.К., Чистяков О.Д., Савицкий Е.М. Акустические свойства монокристалла гадолиния в области магнитных фазовых переходов // ФТТ. 1983. - Т.25. - С.622-624.

110. Dan'kov S.Yu., Tishin A.M., Pecharsky V.K., Gschneidner K.A. Magnetic phase transitions and magnetothermal properties of gadolinium // Phys.Rev.B. 1998. - V.57. -№.6. - P.3478-3490.

111. Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений. М.: Изд-во МГУ. - 1985. - 336 с.

112. Ильясов Р.С., Главатских М.Ю., Мерзляков В.В., Ахметгалиева Я.Л. Влияние упругих напряжений на электромагнитно-акустическое преобразование вблизи точки Кюри // ФММ. 1994. - Т.77. - Вып.1. - С.60-63.

113. Главатских М.Ю., Ильясов Р.С. Электромагнитно-акустическое преобразование в аморфных материалах // В сб.трудов XI сессии РАО: Акустические измерения. Геоакустика. Электроакустика. Ультразвук. Т.2 М.: ГЕОС. - 2001. - С. 168-172.

114. Ильясов Р.С., Главатских М.Ю. Электромагнитно-акустическое преобразование в аморфном сплаве Fe8i-Bj3.5-Si3.5-C2 // ФММ. 2003. - Т.95. — №3.- С.32-36.

115. Буденков Г.А., Маскаев А.Ф. Возможность контроля стальных изделий электромагнитно-акустическим методом без удаления окалины // Дефектоскопия. -1972. №5. - С.83-87.

116. Буденков Г.А., Маскаев А.Ф. Электромагнитное возбуждение ультразвуковых волн в углеродистых сталях при высоких температурах // Дефектоскопия. 1979. — №4. — С.66-70.

117. С hoy C.L., Tong K.W., Wong Н.К., Leung W.P. Thermal conductivity of amorphous alloys above room temperature // J. Appl. Phys. 1991. - V.70. - Хч9. - P.4919-4925.

118. Золотухин И.В., Калинин Ю.Е., Кондусов B.A., Суходолов Б.Г. ДЕ-эффект в аморфном сплаве Fe74CoioBi6// Металлофизика. 1989. - Т.П. -№4. — С.48-51.

119. Кекало И.Б. Магнитоупругие явления // Металловедение и термическая обработка.- 1973. №7. — С. 5-79.