Кинетические и магнитные свойства аморфных сплавов на основе 3d-металлов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

п Г ^МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ ' 'РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ | , ,. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ - 1 Л и- ' ИМЕНИ М. В. ЛОМОНОСОВА

Физический факультет

На правах рукописи УДК 537.311.3:537.6:54.16

УСАНОВ Шамсиддин Хамидович

КИНЕТИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ Зс1-МЕТАЛЛОВ

01.04.11 — физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва — 1993

Работа выполнена на кафедре магнитных явлений физического факультета Самаркандского государственного университета им. А. Навои.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор КУВАНДЫКОВ О. К.,

Официальные оппоненты: доктор физико-математических

наук, ведущий научный сотрудник ГРАНОВСКИЙ А. Б.

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ПРОКОШИН А. Ф.

Ведущая организация: Киевский политехнический институт.

у/

Защита состоится " ¿^Лраи 199^ г. в час

на заседании специализированного совета № 3 ОФТТ (iK.053.05.77) в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова по адресу: Москва, 119899, ГСП, Ленинские горы, МГУ, физический факультет, аудитория /О'РИ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.

Автореферат разослан „ !о " Л-И&гру 199^г.

Ученый секретарь специализированного совета К.053.05.77 в МГУ им. М. В. Ломоносова, кандидат физико-математических наук, ст. н. с.

Т. М. КОЗЛОВА

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы данной работы определяется нак потребностью прогрессивных промышленных технологий в новых материалах о заданным комплексом физических свойств, тещ и интересом фундаментальной науки к материалам нового поколения какими являются аыор|йыв металлические сплавы /АМС/. Широкое внедрение в различные отрасли народного хозяйства AMC требует как оптимизации технологии их получения, тая и комплексного исследования современными методами их структуры и физических свойств. Важность таких исследований обусловлена тем, что до настоящего времени не разработаны научные принципы выбора состава AMC, режимов их получения и обработки для обеспечения требуемого уровня физических параметров. В этой связи особое внимание уделяют исследованию магнитных, электрических, гальваномагнитных и кинетических свойств бинарных и многокомпонентных AMC, а также проведению сравнительного анализа, этих материалов с кристаллическими аналогами. Важное значение придают также изучению кинетики и механизмов структурной релаксации и кристаллизации AMC. Во-первых, изучив механ низм структурной релаксации и кристаллизации MC, можно-'вырабо- • тать конкретные рекомендации по управлению этими процессами, т.э» научиться - влиять на термическую стабильность аморфного состояния. Во-вторых, данные о структуре и составе, выделяющихся фаз дают информацию о строении расплавов, что ваяно для теории металлургических процессов. В третьих," нагрев свежезакаленных AMC приводит к изменению их структуры и физических свойств,.фиксированию более устойчивых метайтабильных состояний. Поэтому для решения во-, просов о стабильности физических, свойств и расширению температурных режимов эксплуатации AMC необходимо изучение закономерностей протекания структурных"и магнитных упорядочений, происходя-? щих в них при. внешних тепловых воздействиях, облучений электронами и У"-квантами.

Цель работы - установление закономерностей влияния состава на формирование структуры, электрических, магнитных и гальваномагнитных свойств бинарных и многокомпонентных AMC на основе . З^-переходных металлов, выявление особенностей в изменении физических параметров этих сплавов при тепловом воздействии и обручении.

Основные задачи.

I. Исследование температурных и концентрационных зависимостей электрофизических, магнитных и гальваномагнитных свойств бинарных и многокомпонентных AMC на основе Sd-металлов, выявление характера изменения этих зависимостей при переходе в кристаллическое состояние.

2. Установление количественных соотношений, связывающих температурные зависимости электросопротивления р , коэффициента Холла Rj i намагниченности насыщения в рамках теории Кондорского-Ведяева-Храновского.

3» Изучение кинетики и механизмов структурной релаксации и кристаллизации ряда AMC различного состава для выработки рекомендаций по увеличению их темперв.турно-временной устойчивости и изменению физических параметров. . .

4. Изучение влияния'низкотемпературного отжига, облучения электронами и $ -квантами На температурно-временную стабильность, удельное электросопротивление, температуру Кюри и температурные зависимости физических свойств ряда AMO на основе металлов группы железа.

Научная новизна. Впервые экспериментально исследованы концентрационные и температурные зависимости электрофизических, магнитных и гальваномагнитных свойств ряда AMC на основе 3d-ne-реходных металлов, полученных методом закалки из жидкого- состояния в идентичных условиях. Изучена кинетика и механизмы кристаллизации этих; сплавов. Выявлены и проанализированы различные факторы, влияющие на термическую стабильность и величину онэргии активации при кристаллизации <Е> , определены схеш структур- • 'ных и магнитных превращений, протекающие в AMC при их нагреве. •Показано, что при изменении структуры и состава сплавов, приводящей к повышению степени локализации электронов, наблюдается повышение удельного электросопротивления и уменьшение темпера-. турного коэффициента ^S/dT . Установлено, что вследствие изменений композиционного ближнего упорядочения при. терыоциклических -нагревах сплавов на основе железа в пределах еыорфного состояния, а также при изотермической выдер^ке^значение температуры Кюри увеличивается. Протяженность обменного взаимодействия в AMC меньше, чем в кристаллических сплавах идентичного состава, вследствие чего приведенные температурные зависимости *X7)/üso í Р/Тс) имеют Солее пологий вид, а закон Блоха I3'2 выполняется лишь в

области температур Т0/2. В AMC Ре-В с увеличением концентрации металлоидов Т0 возрастает, а в сплавах Fegg_xCr xBj5 /х=8+15/ с увеличением концентрации хрома Тс уменьшается. Легирование сплавов Fe-B марганцем и титаном приводит к уменьшению Т0. Установлено, что парамагнитная восприимчивость % для AMC на основе железа при Т>-Т0 может быть аппроксимирована законом Кюри-Ввйсса. Обнаружено, что в AMC на основе Fe-B аномальный коэффициент Холла Rfi > 0 ив ¡зависимости от состава составляет \ (3+9) 10"® м^/Кл. При переходе от аморфного к кристаллическому состоянию Rj уменьшается, а Э3%7'увеличивается. При Т < TQ концентрация носителей тока, рассчитанная в приближении модели свободных электронов, ц AMC более, чем на порядок меньше по сравнению с кристаллическими аналогами. Связь Rj» j- (Os ) в AMC более слабая, чем в кристаллических аналогах, что обусловлено разупо-рядочением структуры. Получены количественные соотношения, связывающие температурные зависимости удельного электросопротивления, аномального коэффициента Холла, намагниченности насыщения и описывающие в рамках теории Кондорского-Ведяева-Грановского трансформацию энергетического спектра электронов /ЭСЭ/. ?

Практическая значимость. Ноше' экспериментальные данные о температурных и концентрационных зависимостях физических свойств AMC на основе d-переходных металлов расширяют физические представления о природе аморфного состояния, служат основой для разработки теоретических моделей AMC. Полученные результата представляют также интерес с точки зрения возможности применения аморфных ферромагнитных сплавов в технике и прогнозирования овойств новых материалов с более высокими эксплуатационными .параметрами,.

Автор защищает:

1. Нивыа экспериментальные результаты по температурным и концентрационным зависимостям удельного электросопротивления,- . коэффициента термоЭДС, аномального коэффициента Холла, намагниченности насыщения и магнитной восприимчивости для ряда бинарных и многокомпонентных сплавов на основе Зо1-переходн]1х металлов в аморфном и кристалличеоком состояниях.

2. Схемы структурных и магнитных превращений для AMC на основе Fe-B и систем Fe-Ue-B /йе=Сг,Со,.№' ,Mrz, Ti/.

3. Установленные закономерности в изменении электрических, магнитных, гальваномэпштных параметров для ряда сплавов на ос-

нова Зо(-металлов в зависимости от состава, теплового воздействия и облучения.

4. Экспериментально обнаруженную независимость от температуры магнитной восприимчивости в парамагнитном сплаве на основе "Л -Си как в аморфном, так и в кристаллическом состояниях, обусловленную осутствием локализованных магнитных моментов на атомах. Легирование этих сплавов Ре,Со, 1Л до 5 ат.?6 существенно не изменяет их магнитные свойства.

Апробация работы. Основные результаты диссертации долояены и обсуздеКн на Международной конференции ШЕШАЦ- /Токио, 1987/; Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы исследования структуры и свойств быстрозакаленных металлических сплавов" /Москва,1988/; Х1-школе семинар "Новао магнитные материалы микроэлектроники" /Ташкент,1988/; Ш Всесоюзной конференции "Проблемы исследования структуры .аморфных металлических сплавов" /Москва, 1988/; XX - Всесоюзном семинаре "Актуальные проблемы прочности" /Ижевск,1989/; У -Всесоюзной конференции "Аморфные прецизионные сплаш: технология, свойства, применение" /Ростов Великий»1991/ I - региональной конференции 'республик Средней Азии и Казахстана /Самарканд, 1991/; 1У - Всесоюзной конференции "Проблемы исследования структуры аморфных сплавов" /Ижевск,1992/; научных семинарах кафедр физики магнитных явлений физического факультета СамГУ им. А.Навои и физики металлов Киевского политехнического института.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 14 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, , трех глав, заключения и библиографии. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, 'содержит 60 рисунков, 7 таблиц, описок литературы из 122 наименований.

0СН0Ш0Е СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

. . Во 'введении обоснована актуальность теш, сформулированы цель и задачи работы, ее научная новизна и практическая ценность, защищаемые положения, описана структура диссертации.

В первой главе представлен литературный обзор, касающийся анализа исследований методов получения аморфных сплавов, изузе-

кия стуктурннх особенностей AMC, исследования их физических свойств. Отмечен важный вклад в развитие физики аморфного состояния, внесенный И.С.Мирошниченко, Ю.А.Скаковым, Ю.К.Ковнеристым, И.В. Золотухиным, А.М.Глезером, Ю.А.Куницким, В.В.Немошкаленко, Ю.В. Мильиании, И.А.Новохатским, В.П.Набережных и др. Детально проанализированы результаты по изучению атомной и электронной структуры MC /А.В.Романова, И.Н.Шабанова, Э.П.Фельдман/, полученных методами скоростной закалки из расплава. Приведена классификация' аморфных материалов по магнитным свойствам. Особое внимание удет лено методам определения кинетических параметров кристаллизации. Критически проанализированы успехи и проблемы в развитии теории аномального эффекта Холла, применительно Н аморфным ферромагнетикам. Рассмотрено влияние различных видов облучения на термическую стабильность, электрофизические и магнитные свойства AMC.

Во второй главе описаны экспериментальные оригинальные установки и методики для исследования температурных зависимостей удельного электросопротивления, коэффициента термоЭДС, намагниченности, магнитной восприимчивости, коэффициента Холла. Для измерения магнитной восприимчивости использовались высокотемпературные ус-, тановки, позволяющие исследовать магнитные свойства в жидком и.. аморфном состояниях. В качестве индикатора применяли вертикаль*' ные маятниковые весы. Чувствительность установки составляла 5•10"^ дин/сы. Для измерения намагниченности AMC использовался вибрационный магнитометр типа Фонора.. Измерения коэффициента .термоЭДС проводилось дифференциальным методом да коротких образцах. В этой ке установке измерялись температурные зависимости удельного электросопротивления. Для исследования эффекта Холла использовался метод переменного тока и переменного магнитного поля различных частот.

Облучение g*" -квантами с энергией 1,2 МэВ проводилось на кобальтовом /^Со/ источнике на установке МРХ-У-25М Института физики АН Украины /г.Киев/ при интенсивности облучения 400 рад/с, а облучение электронами с энергией 1,3 МэВ при интенсивности. 50 рад/с осуществлялось на установке "Микротрон" Самаркандского филиала НИИ ПФ ТьшГУ /Самарканд/.

В качестве объектов исследования использовались аморфны^ . сплавы Fej_xB /х=-ЛЗ*25,5/, Fe^Cr^B^ /х=8+15/, системы Fo-Me-B. Ме= Ш , Mn,'Ti,Co, Fe-Co-Cr- Si -В, Tt-Cu-We- Si A1e=Fe, Wt' ,Co/,

полученные в идентичных условиях методом быстрой закалки из расплава в виде лент толщиной 30 ыкм и шириной 4-10 мм.

. Исследования' структура проводили на дифрактометре ДР0Н-2,0 в РеК£ и МоКоС-излучениях, высокотемпературной рентгеновской камере типа И1-503 в, просвечивающем влектронноы микроскопе Ш-200, оснащенном приставкой для нагрева. Кинетика и механизм структурных -и магнитных превращенный научался как в процессе непрерывного нагрева, так и при изотермических выдержках. Средние объективные значения энергии актлвацич при кристаллизации определялись по кривым магнитной восприимчивости. Все измерения проводили с последующей их математической обработкой,

В третьей главе представлены осношые окспериментальные резу- • льтаты и проведено их обсуждение.

Структурные особенности чсследуешх сплавов. Анализ профиля первого диффузного максимума AI.SC после закалки позболяет заключить, что положение максимума и его полуширина зависят от концентрации атотАеталла и металлоидов. С ростом содержания металлоидов в сплаве наблюдается тенденция смещения первого диффузного максимума в сторону меньших значений £ и увеличение его высоты. Для всех исследуемых сплавов профиль первого диффузного максимума не соответствуй нормальному гауссовскому распределению: в зависимости от состава сплава асимметричность дифракционной кривой может быть как в сторону больших, так и меньших значений и находится в пределах 0,96 < А/В < 1,15.

При отжиге исходных АМС при Т<Тд наблюдается как увеличение, так и уменьшение высоты первого максимума и его полуширины в зависимости от температуры и времени изотермической выдержки. Вероятно, это обусловлено различиями в механизмах и скоростях структурной релаксации. Отклонение профиля первого максимума от нормального закона свидетельствует о том, что в исходных АМС проявляется суперпозиция нескольких межатомных расстояний, обусловленных наличием различных микрогруппировок и отличающихся типом упаковки атомов в шкрообъомах.

Анализ структурных..параметров многокомпонентных АМС указывает на их несоответствие с модельными параметрами ближнего порядка для структур типа ОЦК, ЩК и ГПУ, а также их смешения. Для сплавов системы Ре1_хСРх е5®15 с увеличением содержания хрома"

наблюдается сдвиг положения первого максимума структурного фактора G(S) в сторону больших значений и незначительное уменьшение наиболее вероятного межатомного расстояния в первой координационной сфере.

Температура Кюри Те. В качестве примера на рис.1а приведена температурная зависимость )((Т) для сплава FeggBjg. Для сплавов этой системы обнаружен линейный рост Тс с увеличением концентрации металлоидов. ЗСарактерно также, что величина Тс для аморфного состояния во всех исследованных системах значительно меньше, чем у кристаллических аналогов. Вероятно, это обусловлено тем, что при структурном разупорядочении происходит усиление в АГЛО антиферромагнитного взаимодействия мзжду атомами железа. Такое предположение следует из результатов магнитного термоциклического анализа. Установлено, что при термоциклических нагревах исследуемых ШС в пределах аморфного состояния, а также при изотермической выдержке величина Тс повышается на 5-20 К в зависимости от состава сплавов и исходного структурного состояния. Увеличение Тс при структурной релаксации АМС . связано с изменением композиционного ближнего упорядочения. По . сравнению с кристаллическими аналогами для аморфных ферромагнетиков на основе металлов группы железа приведенные температурные зависимости намагниченности насыщения /Ь^ f(TfТс) имеют более пологий вид, а закон Блоха Т^ выполняется лишь в области температур, меныпих-Т0/2. Это свидетельствует о существовании в.аморфных сплавах суперпарамагакткых областей с "оборванными" обменными -связями вокруг этих областей /А.Г.Лесник/. •

Обнаружено, что для АМС системы Peg5_xCrxBi5 температура Кюри Тс монотонно уменьшается по мере увеличения содержания Сг, Характерно, что при х=8*12 сплавы этой системы феромагнитны при комнатной температуре, а температура Кюри сплава Ре70^г15®15 ниж0 ííomhsthoS.

При исследовании многокомпонентных AMO установлено, что в системах Fe-T¿'-B, Fe-Mn-B и Fe-Ж-В температура Кюри Тс увеличивается с уменьшением содержания железа в сплаве. Для сплава Fe^oCojgBjg парамагнитное состояние в области существования аморфной фазы не достигается. В результате кристаллизации этого сплава образуются фазы oí-Fe (Со) , (FeCc^B. Для сплавов

Рис, 1а. Температурные зависимости Д =£0) д:-я сп.гава Ре05Вт

650<и— «

Й0< 620К у^ 600К. 590 <

О

-2,0

оо

Рис.16, Изотермические кривые для сплава Ре^^Ц.

РисЛв. Зависимость времени* превращения[1п.Ь\ от температуры для сплава ^е85В15 ~ первая стадия кристаллизации; о - вторая стадия кристаллизации; а - время ■ задержки/..

Ге72Со8$15В15, Ре68>5Сс8СгаЗ\5Вп>5 , Ге^Со^Гд^з^

переход из ферромагнитного в парамагнитное состояние наблюдается, соответственно, при 540, 550 и 630 К.

Ключевыми аспектам« для понимания хода температурных зависимостей магнитной восприимчивости ¿(Т) исследованных многокомпонентных ЖС является следующее: I/ при структурной релаксации . АМС происходит изменение кошозиционного ближнего упорядочения, скорость которого зависит от состава и природы сил межатомного взаимодействия в сплаве; 2/ структурные упорядочения, приводят к изменению антиферромагнитного взаимодействия между металлическими атомами; 3/ суммарный магнитный момент для упорядоченного состояния бо.гьше, чем для разупорядоченной фазы; 4/ процессы кристаллизации в ЛМС определяются преимущественно диффузионной подвижностью атомов, лимитируются скоростью зарождения и роста кристаллических фаз. В процессе структурной перестрой™ средний магнитшй момент в микрообъемах сплава изменяется. Поскольку кристаллизация многокомпонентных сплавов протекает, как правило, в две стадии /выделение о(.-Ге -фазы и образование метастабильнрй (Те,1'е)^В-фазы/, то температурный интервал перехода из ферромагнитного в парамагнитное "состояние и вид кривой определяется конкуренцией перечисленных выше процессов 1-4. Отметим, что парамагнитная восприимчивость ¿/!("Г) сплавов Ге-Ме-В /Ме=Т| ,Сг ,МаДи/ при Т ;*ТС может быть аппроксимирована законом Кюри-Вейсса ^С =С/(Т-б^>), но вычисленные по. этой зависимости значения эффективных магнитных моментов и температуры ГОори Эр . как для аморфного, так и для жидкого состояний дате по порядку величины не соответствуют результатам магнитных измерений при Т> Тс> Это однозначно указывает на значительную роль коллективизированных электронов, ответственных за магнитные

звойства исследуемых многокоютонентных АМС......... .

Парамагнитная восприимчивость сплавов система Тг-Сц-М'д.

Для выяснения роли коллективизированных электронов на форми-)Ование магнитныхпараметров проведено детальное изучение тем-[ературных и концентрационных зависимостей магнитной восприимчивости сплавов системы Т| -Си-Ме /Ме=Ге,Со,Ж / в аморфном и ристаллическом состояниях. Установлено, что для сплавов

*50Си45'''ех в аморфном состоянии магнитная восприимчивость ив эняется с температурой вплоть до начала кристаллизации. Отсут-

/

•6 5-1

300 4Ш 500 6М 71)0 800 Т)К

Рис.2. Температурная зависимость¿(т) для сплавов

Т»50Си50 П/> Т|50Си45Ге5 /2/> Т'50Си45Со5 №> Т150Си45^5 /4/. отвие изменений на зависимости д(Т) наблюдается также и длл сплавов Т< 5о^ибо» Т'1систеш ТС-Си-ЛЬ'-Рнаходящиеся в кристаллическом состоянии. Бри переходе из аморфного в кристаллическое состояние для сплавов э£их систем величина ^ лишь скачкообразно уменьшается. Для сплавов систеш Т^-Са-Со, нахо--дящихся в кристаллическом состоянии,'с увеличением температуры значение магнитной восприимчивости монотонно уменьшается. Характерно, также, что введение фосфора и кремния в сплавы ТГ-Си-Ш приводит к повышению термической стабильности сплавов.•

Анализ температурных зависимостей исследуемых парамагнитных сплавов указывает на отсутствие локализованных магнитных моментов на примесных атомах как в кристаллическом, так и в аморфном состояниях. Это позволяет предположить, что магнетизм указанных сплавов обусловлен коллективизированными и £ -электронами. Уменьшение значений % при переходе из аморфного к кристаллическому состоянию свидетельствует о понижении плотное- ■ га состояний вблизи уровня Ферми -Л/^Е).

Обменное взаимодействие в АМС. Для АМС на основе железа в ^бласти низких температур намагниченность насыщения, как прави-■ ло, меньше, чем у кристаллических аналогов. Такие различия свя-. аывают с тйрмичэским возбуждением длинноволновой части спектра''' спиновнх води /В.Г.Барьяхтар-, А,1!.Ахиозор, К.Хачдрих, С.Кобе/.

Из кривых температурной зависимости спонтанной намагниченности следует, что при относительно высоких значениях на-г й¿подаются относительно низкие значения Тс, а при малых значениях - более высокие Тс. Спрямление кривых С^Тс) для ЖС обусловлено влиянием структурных флуктуаций, приводящих к флуктуацшш обменного взаимодействия. Характерно, что протяженность обменного взаимодействия в АМС меньше, чем в кристаллических аналогах. Согласно работ В.А.Нгнатченко, Р.С.Исхат кова флуктуации обменного взаимодействия в большей стецени обусловлены композиционным ближнем порядком и являются следствием сильной зависимости обменного интеграла от межатомного расстояния. Причиной направленного ближнего порядка в АМС . является различие сил межатомного взаимодействия типа Ме-Мэ и Ме-Х. Согласно модели Гейзенберга уменьшение магнитного момента можно определить из выражения:

Если уменьшение 3(т) обусловлено возбуждением длинноволновых спиновых волн, то коэффициент В определяется по формуле:

' ^мШУ*

где: фактор Ланде ^ =2,1; постоянная.больцмана;

!Че - магнитол Бора; Д, - коэффициент спин-волновой жесткости. Проведенные расчета из температурных зависимостей

для АМС на основе железа указывает, что. коэффициент В находится в пределах (2»20)-Ю,К *оэффициенты спин-волновой жесткости - (120«400) швВ*Ал, отно-вение Д/Тс - (0,4+0,в)теВ-^2/}(, С ростом содержания хрома з ЖС системы Ре-Сг-В величина коэффициента В монотонно растет, I отношение Д/Тс - уменьшатся.

Относительно малые значения константы спин-волновой жест-. :ости Д для аморфных сплавов по сравнению с кристаллическими налогами отражают нестабильность в них спиновых волн, наряду которыми возможны и другие низкоэнергатические моды. Для МС коэффициент В почти на порядок бдлыие, а коэффициент Д -начительно меньше, чем-в кристаллах. Поскольку константа Д ропорциональна обменному интегралу, магнитному моменту и квад-ату межатомного расстояния, то на основании расчетов можно за-

ключигь, что при амортизации сплавов наблюдается уменьшение обменного интеграла.

Температурные зависимости электросопротивления. коэффициеЦ1 ф^п Холла и термооДС. В MC системы Fe-B при Т=300 К удеяь!' ное электросопротивление находится в пределах $30t 15.0) мкОм. см и параболически меняется в зависимости от концентрации бора. Минимум Р соответствует эвтектическому составу FeggBjij. Длй сплавов этой системы характерен положительный температурный коэффициент Щг s^0,01t0,04) мкОм-см/К. Для ЖС системы Fe-Cr-B характерно увеличение J с ростом содержания хрома в сплаве. В аморфном состоянии эти сплавы также характеризуются положительным температурным коэффициентом^ . Примерно аналогичные зависимости J^ffT) наблюдаются и для других AMC "на основе железа. Можно отметить,. что термическая стабильность многокомпонентных AMC выше, чем бинарных и при идентичных условиях нал. рева переход из аморфного в кристаллическое состояние для них протекает в более широком температурном интервале и отражает шогостадийность процесса кристаллизации.

Коэффициент термоЭДС AMC на основе металлов группа железа* как правило, находится в пределах /2*15/ мкВ/К, имеет отрицательный знак и при переходе в кристаллическое состояние значение t¿r скачкообразно возрастает. На температурных зависимостях .. o¿T=/CT) для РяДа наблюдается минимум при Т* ТКр, обусловленный с одной стороны изменением плотности состояний N(s) при повышении температуры, а с другой - усилением электрон- фонон-ного взаимодействия.,

В AMC на основе железа аномальный коэффициент Холла ^ 0 и в зависимости от состава находится в интервале (3»9)-10 м/KÍ При переходе из аморфного-в кристаллическое состояние !?_$ умень" тается, a^f--увеличивается. Нормальный коэффициент Холла К0 'в аморфных ферромагнетиках слабо зависит от температуры и примерно на два порядка меньше, чем R £ . При Т <Тс концентрация носителей тока, расчитанная в приближении модели свободных электронов, в AMC более, чем на порядок меньше по сравнению с кристаллическими аналогами, что можно связать с автолокализа-цие!» ртактронов на виртуальных дефектах с образованием ловушек. 1В крмтяхзхчзааа аналогах абсолютные .значения Rs меньше, а

э/?, 13

Z!zl О и несколько больше, чем в AMC того ле состава. Такое

J л

различие в значениях Rs и обусловлено усилением спин-

орбитального взаимодействия в результате разупорядочения атомной структуры AMC /А.В.Ведяов, А.Б.Грановский/.

Из зависимостей Ш3 = | (= Д)] следует,

что в определенном интервале температур, характерном для каждого сплава, выполняется линейная зависимость между и , которая может быть представлена в виде:

д Rs = Rs (т)- Ш ^ MJ f (з) с

где и Js (т) - соответственно, коэффициент аномального эффекта Холла и намагниченность насыщения при Т < TQ; Rs(th)h 7$ (Тн) -значения коэффициента аномального эффекта Холла и намагниченности при' фиксированной температуре. Расчета по уравнению (3) показали," что для AMC коэффициента оCr меньше, чем для кристаллических аналогов. Это указывает'на.то, что связь между Rj.и Js в аморфном состоянии более слабая, чем в кристаллическом, что обусловлено разупорядочениёы структуры» Более слабая зависимость

~ fffft в аморфном состоянии по сравнению.с

кристаллическим свидетельствует о том, чво вклад фононного механизма рассеяния электронов в AUG значительно слабее, чем в

кристаллических. '. ' .......

Количественные соотношения, связывающие температурные.зависимости электросопротивления J> , намагниченности насыщения.^ и аномального коэффициента Холла Rs свидетельствуют о трансформации энергетического спектра электронов при переходе из аморфного в кристаллическое.состояние.

. Кинетика кристаллизации AMC . Средние значения энергии активации при кристаллизации AMC определялись по уравнению ,Аврами. Типичные изотермические кривые j- и зависимость

¿fit - f С^/т) для сплава Feg^Bjg приведены на рис Л б, в. Анализ таких зависимостей.показывает, что для сплавов Fe-B значе-. ния меняются параболически. Максимальное значение соответствует-составу FeggBjg и составляет 255 вДж/моль. Доэвтекти-ческие и заэвтектические сплава облагают.меаыяей .термической стабильностью. Процесс.кристаллизации доэвтектических сплавов . протекает в две стадии. В сплавах системы Fe-Cr-B наблюдается повышение температур начала кристаллизации и средних значений <Е=> с увеличением содержания хрома. Среди сплавов систем

Ре-Ма-В максимальной термической стабильностью' обладает сплав

Ре75^5®20 ' д,ш 1С0Т0Р0Г0 Т'кр^ 710 к> а 470 иДд/ыоль. Отмечается, что термическая стабильность многокомпонентных AMC. 'определяется природой сил межатомного взаимодействия, диффузионной подвижностью атомов, механизмами зарождения и роста 1фистал-лических фаз.

Ддиянуе дблучения. При облучении AMC системы Fe-Cr-B олект-ронами в течении 5 час, /Е=1,3 ИзВ/ существенных изменений магнитных свойств в пределах ошибки эксперимента не наблюдается. Высокой.стабильностью при £¿-=1,2 МэВ до дозы Ф=10® р обладают эти сплавы и при У -облучении. .Отсутствие заметных изменений при этих дозах облучения наблюдается и для других многокомпонентных AMC. Можно отметить, лишь, незначительное /2*3%/ понижение значений ЭДС Холла,

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДИ

1. Проведены комплексные исследования магнитных, гальвано- • магнитных и электрофизических свойств' бинарных и многокомпонентных AMC на основе Зс|-металлов в зависимости от температуры; но1щентрации и радиционного облучения,

2. Многокомпонентные AMC на основе металлов группы железа, полученные закалкой из расплава, микрогетерогенны; их структурные особенности определяются составом, температурно-временными условиями охлаждения, режимами термообработки,

3. Вследствие изменений композиционного ближнего упорядочения при термоциклических нагревах сплавов в пределах аморфного состояния, а также при изотермической выдержке значение температур11 Кюри Тс увеличивается. Закон Блоха Т"^' выполняется в области температур, меньших Тс/2.

4. На магнитные свойства многокомпонентных AMC на основе Железа значительную роль оказывают коллективизированные электроны. Уменьшение значений X ПРИ переходе из аморфного в кристаллическое состояние свидетельствует о понижении плотности состояний вблизи уровня Ферми,

5. Относительно малые значения константы спин-волновой жесткости Д для AMC по сравнению с кристаллическими аналогами 'отражает нестабильность в них спиновых волн. При аморфизации оплавов наблюдается уменьшение обменного интеграла.

6, В AMC на основе металлов группы железа аномальный

коэффициент Холла 0 и в зависимости от состава находится.в интервале (з+9)'10"® iP/Кл. При переходе из аморфного в кристаллическое состояние R^ уменьшается, а увеличивается.Кор-• реляция между Rj и Js в АМС более слабая, чем для кристаллических аналогов, что обусловлено разупорядочением структуры.

7. Кинетика процесса кристаллизации бинарных и многокомпонентных МО описывается Уравнением Аврами-Джонсона-Мейла. Определены параметры кристаллизации 6 и энергии активации ■'Е*. Показано, что доэвтектические сплавы в системе Fe-B характеризуются двухстадийным процессом кристаллизации, а заэвтектичес-кие - одностадийным. В сплавах системы Fe-Or-В наблюдается увеличение энегрии активации при кристаллизации с ростом концентрации хрома.

8. При данных дозах облучения сплавы Fe-Me-B /Сг,Mn.Ti/ обладают высокой стабильностью: существенных изменений магнитных свойств после облучения в них не наблюдаете^.

Основные'результаты' диссертации изложены в работах:

Т О. tf. Kuvand,*ov, Р.Р^игтелко, Г/.hZakharenio, St,. Н. Usanoir,JV. £ йа-Ь1С1, Co/rtafa,>it,on influence on magnetic properties of Ra~ Vid-<yncnched Fess-x CfxBiS = S-т ts). Digests cf{he MER-MAG conference. Tofyo, Jdpan, i9B?-r-

' 2. ОЛС.Кувандиков, Ю.А.Куницкий, А.В;Немировсний, И.Субхан-кулов, Ш.Х.Усанов, Л.И.Миркин. Измерение структуры и свойства аморфных сплавов система Fegg^Cr^Bjg /х=8*15/ при нагреве. Тезисы докл. Всесоюэ. науч. техн. конф. "Проблемы исследования -структуры и свойств быстрозакаленных металлических сплавов'.' Москва, 1988. с.62.

, 3. О.К.Кувандаков,И.Х.Усанов,Н.Н.Захаренно,П.П.Кузменко, Н.Г.Еабич^ ^'iniiiTO?ieтричесiraэ исследование аморфных металлических материалов; XI школа семинар "Ноше магнитные материалы микроэлектроники? Тезисы докл. ч.2, с.427, Ташкент 1988.

4. О.К.Кувзндинов,Ш.Х.Усанов,Н.С.Хамраэв. Электропроводность и эффекта Холла аморфных сплавов в ферро- и парамагнитной области. Сб.тезис ЛП-Всесоюз.кснф. "Проблемы исследования структур аморфных металлических сплавов'.'« ч. 2, С.361. Москва,1988.

5* П.П.Кузменно.И.Захаренпо,Н.Г.Бабич,0.Н.Кувандиков, Ш.Х.Усанов,Т.М.Цветкова. Магнитная восприимчивость и кинетика кристаллизации аморфных сплавов Fe-B«,Там же. чЛ, с.184.

6. Ш.Х.Усанов,Д.А.Сайфуллаеса. Исследования магнитной восприимчивости аморфных сплавов Fe-Cr-B при высоких температурах.

Научная конференция молодых ученых "Современные аспекты war. . и физических наук. с.31, Самарканд 1988. . .' ....

7. Н. Г .Бабич ,Н .И .Захаренко, 0. К.Кувандиков ,Ш .Х.Усанов ,Т ,Ы. • Цветкова. Кинетика кристаллизации аморфных сплавов Fegg_x(Mn,

Ti^gBjt /х= 16,20/. Сб.тезисов XX Всесоюз.семинар "Актуальные проблемы прочности". Тематические заседания по теме. Строения и природа металлических стекол. с.99, Ижевск, 1989. '

8. ш.Х.Усанов. Влияние процесса кристаллйзации на магнитное свойство аморфных сплавов. Исследования физических свойств твердых тел. Сб. научных статей СамГУ, с.26-31.Самарканд,1989.

9. О.К. Иувандиков fщ,Х.Усанов,Н.С.Хамраев,Д.X.Имомназаров. Магнитные свойства и явления переноса в ферромагнитных сплавах' на основе железа. XII Всесоюз. школа-семинар "Новые-магнитные, материалы микроэлектроники".Тезисы докл. ч.2,с.68,Новгород-90.

10. О.К.Кувандиков,Ш.Х.Усанов,А.С.Махатов. Магнитные свойства металлических сплавов на основе Fe-Cr в аморфном и жидком состояниях. Тезисы докл. У-Всезоюз.конф. с международным участием "Аморфные прецизионные сплавы: -свойства, технология, при-шнение". с.88-89, Ростов Великий, 1991. . •

11. О.К.^вандыков.Ш.Х.Усанов.И.Субханкулов.Н.С.Хамраев^ М.Салохиддинова. Магнитные и кинетические свойства аморфных сплавов на основе железа при высоких температурах. Там же.с.89.

12. 0.К.Кувандиков,ШСубханкулов,И.Турдибеков.Ш.Х.Усанов, Б.Б.АДилов.Д.Х.Имомназаров,Т.Хакимов,А.С.Махатов. Влияние ра. диационного излучения на физические свойства металлических

стекол на основе железа. Тезисы докл. 1 региональный" конференции республик Средней Азии и Казахистана. с.326-32?. Самарканд, 1991. ,

13. 0.К.Кувандиков,Ш:Х.Усанов,М.Салохиддинова,И.Субханку-.лов.А.М.Умаров, А.С.Махатов. Структура из электронные свойства •аморфных сплавов на основе железа. Тезисы докл. 1У Всесоюз. кон-ференция„Проблемы исследования структуры аморфных материалов" Ижевск, 1992.

14. 0.К.Кувандиков, Ш.Х,Усанов, Х.О.Шакаров. 2d -металлар асосида олинган парамагнит аморф котишмаларнинг магнит кабулки-лувчанлиги. Физика ва математика фанларининг актуал муаммолари.

• Профессор укитувчилар.БО-конф.марузалари тезислари. СацЦУ,б.ЗЗ, Самарканд, 1993.,