Локальная атомная и магнитная структура аморфных и нанокристаллических сплавов на основе Fe-B тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

на правах рукописи

ДМИТРИЕВА ТАТЬЯНА ГЕННАДЬЕВНА

ЛОКАЛЬНАЯ АТОМНАЯ И МАГНИТНАЯ СТРУКТУРА АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ Ре-В

01.04.07 - «Физика конденсированного состояния»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 5 ОКТ 2012

Москва - 2012

005053962

005053962

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики»

Научный доктор физико-математических наук,

руководитель: профессор Покатилов Вячеслав Серафимович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Русаков Вячеслав Серафимович кандидат физико-математических наук, Лясоцкий Игорь Всеволодович

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки «Физико-технологический институт Российской академии наук»

Защита состоится «14» ноября 2012 г. в 14 часов

на заседании диссертационного совета Д 217.035.01 на базе федерального государственного унитарного предприятия «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина» по адресу: 105005 г. Москва, ул. 2-я Бауманская, 9/23.

С диссертацией можно ознакомиться в технической библиотеке ФГУП «ЦНИИЧермет им. И.П.Бардина».

Автореферат разослан "10" октября 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 217.035.01,

доктор технических наук, ^.г ,1 " ~

старший научный сотрудник Н.М.Александрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время получение и исследование новых металлических ферромагнитных аморфных и нанокристаллических сплавов на основе Р'е-В является интересным и важным направлением современной физики конденсированного состояния. Магнитомягкие аморфные сплавы на основе Бе-В нашли широкое применение в радиотехнике, электронике и автоматике в качестве сердечников трансформаторов, реле, микротрансформаторах и в других устройствах. Однако для поиска новых ферромагнитных аморфных и нанокристаллических сплавов, а также для улучшения их физических свойств необходимо провести исследования, связанные с изучением их локальной атомной и магнитной структуры. Основная причина этого обусловлена тем, что при изучении физических свойств и их природы в веществах обычно реализуется следующая цепь исследования: состав -кристаллическая структура - физическое свойство. В аморфных сплавах эта цепь исследования нарушилась: исчезло второе звено, а именно структура, в данном случае локальная атомная и магнитная структура аморфных сплавов. Изучение физических, в том числе и магнитных свойств, и их связи с локальной структурой является важным этапом для понимания природы свойств этой системы сплавов и разработки новых ферромагнитных сплавов с улучшенными характеристиками.

Многие физические свойства аморфных сплавов, в том числе магнитные, механические и другие, изменяются уже в результате отжига при температурах значительно ниже температуры их кристаллизации. Выбирая температурные режимы отжигов, можно получать особые, частично или полностью закристаллизованные материалы, которые обладают нужными физическими свойствами. Создание таких нанокристаллических сплавов и использование их свойств невозможно без детального понимания процессов, происходящих при кристаллизации аморфных сплавов (особенно на ранних этапах кристаллизации).

В настоящее время установлено, что имеется прямая связь между структурным порядком и магнитными свойствами аморфных и нанокристаллических сплавов. Это говорит о том, что для понимания природы магнитных свойств аморфных и нанокристаллических ферромагнитных сплавов необходимо изучать их магнитные свойства в неразрывной связи с локальной структурой. Однако локальная атомная и магнитная структура аморфных и нанокристаллических сплавов на основе Ре-В остается практически неизученной.

Аморфные сплавы на основе Бе-В, применяемые в технике, содержат, как правило, дополнительно е-, р-, (1-атомы, которые существенно изменяют магнитные свойства материалов. Влияние же таких

атомов на локальную атомную и магнитную структуру аморфных и нанокристаллических сплавов на основе Fe-B практически не исследовалось.

Таким образом, детальные исследования локальной атомной и магнитной структуры аморфных и нанокристаллических сплавов, а также состава локальных фаз в сплавах на основе железа являются актуальной задачей современной физики конденсированного состояния.

Пель работы. Цель работы заключалась в исследовании локальной атомной и магнитной структуры, а также магнитных свойств аморфных и нанокристаллических сплавов на основе железа-бор с использованием мёссбауэровской спектроскопии, рентгеновской дифракции и магнитных измерений, а также в исследовании условий формирования наноструктур при нагреве аморфных сплавов и определении фазового состава образующихся при кристаллизации нанокристаллических фаз.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- исследование локальной атомной и магнитной структуры аморфных и нанокристаллических сплавов Feioo-*BX (х-13-25) и Fe85_xCrxB15 (х = 5-20) методом эффекта Мессбауэра с использованием современных компьютерных программ (MSTools) по восстановлению функций распределения параметров сверхтонких взаимодействий (сверхтонких полей, изомерных сдвигов и квадрупольных расщеплений);

- исследование температурных и концентрационных зависимостей параметров сверхтонких взаимодействий в аморфных, аморфно-нанокристаллических и нанокристаллических сплавах FeIOO_xBx (х=13-25) и Fe85 xCrxB15 (х = 5-20);

- определение методом эффекта Мессбауэра температур начала формирования нанокластеров с ближним порядком типа a-Fe и тетрагонального борида t-РезВ в аморфной матрице в сплавах Fe100_xBx (х=13-25) и Fe85 xCrxBi5 (х = 5-20), определение локальной атомной и магнитной структуры этих нанокластеров.

Научная новизна.

1. Впервые с использованием новых компьютерных программ для обработки экспериментальных мессбауэровских спектров (MSTools) проведены экспериментальные исследования аморфных и нанокристаллических сплавов Feioo-XBX (х=13-25) и Fe85-xCrxBi5 (х = 5-20), восстановлены функции распределения сверхтонких параметров, а также проведена модельная обработка мессбауэровских спектров исследуемых сплавов.

2. Обнаружено, что кратковременные отжиги аморфных сплавов Feioo-xBx (х=13-25) и Fe85_xCrxBi5 (х = 5-20) при температурах ниже

температуры их кристаллизации приводят к образованию в сплавах Fe-B нанокластеров типа a-Fe, о- и t-Fe3B в аморфной матрице, а в сплавах Fe-Cr-В нанокластеров типа a-Fe(Cr) и t-(Fe,Cr)3B.

3. Определена концентрация атомов хрома в кристаллической фазе a-Fe(Cr), возникающей после частичной кристаллизации сплавов Fegj-хСгхВ15 (х = 5-20).

4. Показано, что появление атомов хрома в первой координационной сфере атомов железа в аморфных и нанокристаллических сплавах Fe85_ *CrxBi5 (х = 5-20) существенно возмущает локальные магнитные моменты атомов железа в нанокластерах с ближним порядком типа a-Fe(Cr) и t-(Fe,Cr)3B.

Практическая ценность работы.

Полученные в диссертационной работе экспериментальные данные о структуре аморфных и нанокристаллических сплавов FeI00-xBx (х=13-25) и Fe8s_xCrxB|s (х = 5-20) имеют существенное значение для решений одной из фундаментальных проблем физики конденсированного состояния, а именно, дают информацию о локальной атомной и магнитной структуре этих сплавов. Эта информация важна для определения природы физических, в том числе и магнитных свойств, этой системы сплавов, а также для получения новых ферромагнитных сплавов с улучшенными характеристиками.

Результаты работы позволяют научно обосновать выдвигаемые предположения о том, что аморфные сплавы состоят из нанокластеров, обладающих ближним порядком, аналогичным ближнему порядку фаз, которые формируются при кристаллизации исследуемых аморфных сплавов.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1) Аморфные сплавы Fe-B, полученные методом сверхбыстрой закалки из расплава, состоят из нанокластеров с ближним порядком типа a-Fe, о- и t-Fe3B, причем их количество (объемная доля) зависит от содержания бора в сплаве, а сплавы Fe-Cr-B из нанокластеров типа a-Fe(Cr) и t-(Fe,Cr)3B.

2) После частичной кристаллизации аморфных сплавов Fe85-xCrxB 15 (х=5-20) выделяется нанокристаллическая фаза a-Fe(Cr), которая содержит несколько состояний железа, различающихся количеством атомов хрома в первой координационной сфере атомов железа.

3) Атомы хрома в аморфно-нанокристагшических и нанокристаллических сплавах Fe85.xCrxB15 (х=5-20) возмущают локальные магнитные моменты атомов железа в нанокристаллической фазе t-(Fe,Cr)3B.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием калиброванного сертифицированного оборудования и современных специализированных компьютерных программ для

обработки и анализа экспериментальных данных, экспериментальные результаты являются воспроизводимыми.

Соответствие содержания диссертационной работы паспорту специальности, по которой она рекомендуется к защите. Работа соответствует формуле и пункту 2 области исследования специальности 01.04.07 - «Физика конденсированного состояния»: «2. Теоретическое и экспериментальное исследование физических свойств неупорядоченных неорганических и органических систем, включая классические и квантовые жидкости, стекла различной природы и дисперсные системы». Апробация работы. Материалы, вошедшие в диссертацию, докладывались на: Международной НТК «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию» (Москва, Россия, 2008 -доклад отмечен грамотой лауреата конкурсной программы); УП, IX, X Международной НТК «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» - INTERMATIC (Москва, Россия, 2009,2010,2011); 57-й, 58-й, 59-й, 60-й НТК МИРЭА (Москва, Россия, 2008,2009,2010,2011); XI Международной НТК «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения» (Екатеринбург, Россия, 2009); Московском международном симпозиуме по магнетизму (Москва, Россия, 2011); IV Всероссийской конференции по наноматериалам «Нано-2011» (Москва, Россия, 2011); Seventh Seeheim Workshop on Mossbauer Spectroscopy (Франкфурт, Германия, 2011)

Публикации и личный вклад автора. По результатам исследований, представленных в диссертационной работе, опубликовано 12 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, входящих в список ВАК, 9 статей в сборниках трудов международных конференций.

Автор принимал непосредственное участие в проведении экспериментов, обработке и обсуждении полученных результатов, подготовке публикаций.

Лично автором выполнялись кратковременные отжиги аморфных сплавов Fe-B и Fe-Cr-B в широком диапазоне температур, измерения мессбауэровских спектров, а также обработка полученных результатов в рамках специализированного пакета программ MSTools. Рентгенографические измерения и исследование фазового состава образцов, полученных путем кратковременного отжига, были выполнены в ФГУП «ЦНИИЧермет им. И.П.Бардина» под руководством к.ф.-м.н. Дьяконовой Н.Б.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы из 91 наименования. Содержание работы изложено на 162 страницах, включая 67 рисунков и 18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулирована цель исследований, представлена научная новизна и их практическая значимость, приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации рассмотрено состояние современных исследований в области аморфных сплавов Ре-В, а во второй главе в области аморфных сплавов Ре-Сг-В, проведен анализ основных проблем и сформулированы задачи исследования!

Аморфные и нанокристаллические сплавы на основе Ре-В являются основой многих магнитных сплавов, которые имеют широкое применение. Эти материалы привлекают внимание исследователей уже на протяжении почти 25 лет, так как в этой системе сплавов наиболее полно удается изучить магнитные и другие свойства в широкой области составов Ре-(5-50 ат.%) В. Хотя во многих работах указывается на вероятную связь магнитных свойств с локальной структурой [1-4], однако локальная структура во многом остается невыясненной практически для всех систем аморфных металлических магнитных сплавов, не изучена зависимость локальной структуры от состава, не доказано существование нанообластей (нанокластеров) с ближним порядком различного типа. Поэтому природа многих свойств аморфных сплавов остается невыясненной. Необходимо также отметить, что отсутствие данных по локальной атомной и магнитной структуре аморфных и нанокристаллических сплавов является сдерживающим фактором для разработки новых магнитных сплавов.

Локальная структура аморфных сплавов Ре-Т-В (Т-примесный 3(1-атом), в том числе и аморфных сплавов Ре-Сг-В, остается практически неизученной. Известно, что методы исследования кристаллической структуры (рентгенография, нейтронография и др.) не являются эффективными для исследования локальной структуры аморфных сплавов. В то же время методы, основанные на сверхтонких взаимодействиях (ядерный магнитный резонанс, эффект Мёссбауэра и др.), позволяют определять особенности локального ближнего атомного и магнитного порядка, характерного для аморфных сплавов [5-12].

Из литературного обзора следует, что существующие экспериментальные исследования, в том числе и некоторые исследования методом эффекта Мёссбауэра, не дают однозначной картины о локальной атомной и магнитной структуре аморфных сплавов Ре-В и Ре-Сг-В. Результатом проведенного анализа стало определение основных целей и задач диссертационной работы: исследование локальной атомной и магнитной структуры аморфных и нанокристаллических сплавов Ре-В и Ре-Сг-В методом эффекта Мёссбауэра с использованием современных

компьютерных программ (МБТоок); определение фазового состава, кристаллической структуры и локального атомного и магнитного порядка нанокристаллов, образующихся при термообработках.

В третьей главе описаны методы получения образцов аморфных и нанокристаллических сплавов Ре100-хВх (х=10-25) и Ре(85_х)СгхВ15 (х=5-20). Приведено описание измерительного оборудования и основных методик измерения локальной атомной и магнитной структуры исследуемых сплавов и определения их фазового состава. Изложена методика проведения мессбауэровского эксперимента в широком диапазоне температур (77К < Т < 900К), а также методы обработки экспериментальных мессбауэровских спектров (пакет программ МКТоок)-восстановление функций распределения сверхтонких параметров, модельная обработка спектров, методика обработки температурных зависимостей сверхтонких полей и сдвига мессбауэровской линии.

Приготовление образцов аморфных сплавов Реюо-хВх (х=10-25) и Ре(85.1)СгхВ15 (х=5-20) осуществлялось методом сверхбыстрой закалки на вращающийся медный или стальной диск (методом спинингования).

Для получения нанокристаллических образцов был проведен отжиг полученных ленточек аморфных сплавов шириной 10 мм, и толщиной -20 мкм в термостабилизированной печи в интервале температур 343623°С. Скорость нагрева образцов составляла 70 град/мин. Через 1-5 минут после достижения заданной Т^, образцы закаливались в воде. Температура печи поддерживалась с точностью ±2°. Нагрев, отжиг и закалка образцов проводилось в атмосфере высокочистого аргона.

Исследования локальной структуры аморфных и нанокристаллических сплавов проводились с помощью мессбауэровского спектрометра на постоянной скорости в геометрии поглощения (спектрометр М81104еш разработка НИИ Физики ЮФУ, г. Ростов-на-Дону). Все мессбауэровские спектры корректировались на вклад нерезонансной части. В случаях, когда эффект превышал 5-6%, проводился учет толщины образца.

Рентгенографический анализ полученных при различных температурах отжига образцов проводился на дифрактометре Ь^аки (Ое1§егАех) в ФГУП «ЦНИИЧермет им. И.П.Бардина». Измерения средних магнитных моментов аморфных и отожженных сплавов проводились методом вибрационного магнетометра при температуре 77-295 К в магнитных полях до 10 кЭ.

В четвертой главе представлены результаты исследования методом эффекта Мессбауэра локальной атомной и магнитной структуры аморфных и нанокристаллических сплавов Бе-В.

Мёссбауэровские спектры аморфных сплавов Fe1(X).xBx (х=13-25) были измерены при температурах 87К и 293К, из них восстановлены распределения сверхтонких полей (СТП) Р(Н). При уменьшении содержания бора в аморфных сплавах максимумы Р(Н) и сами распределения СТП смещаются в сторону высоких полей и перекрывают области СТП ядер 57Fe в фазах t-, o-Fe3B, a-Fe и a-Fe(B). В рамках нанокластерной модели [11] и в соответствии с данными ЯМР [3, 6, 8-9] было предложено, что аморфные сплавы Feioo-xBx (х=13-25) состоят из нанообластей (нанокластеров), в которых атомы железа и бора имеют ближние порядки типа ближних порядков атомов железа и бора в метастабильных фазах t- и o-Fe3B, а также в фазах a-Fe и a-Fe(B).

Известно, что в метастабилыюй фазе t-РезВ имеются три кристаллографически неэквивалентных равно заселенных состояния атомов железа. Атомы железа в состоянии Fe(l) содержат в ближайшем окружении 10Fe+4B, в состоянии Fe(2) - 10Fe+3B и Fe(3) - 12Fe+2B [5]. Сверхтонкие поля на ядрах 57Fe, отвечающие этим трем состояниям атомов железа, были измерены в [5] и, соответственно, равны Н(1) = 226+3 кЭ, Н(2) = 265±3 кЭ и Н(3) = 288±3 кЭ при комнатной температуре. В метастабильной фазе o-Fe3B имеются два кристаллографически неэквивалентных состояния железа с отношением заселенностей состояний 2:1 [9, 12]. Атомы железа в состоянии Fe(l) содержат в ближайшем окружении llFe+ЗВ, в состоянии Fe(2) - 12Fe+2B. Ядрам 57Fe этих двух состояний атомов железа соответствуют СТП Н(1) = 264.2 кЭ и Н(2) = 236.4 кЭ [5]. В фазе a-Fe(B) имеется одно состояние атомов железа, в ближайшем окружении которых содержится 7Fe+lB. Сверхтонкое поле на ядрах 57Fe в фазе a-Fe(B) для этого состояния атомов железа равно Н(1) = 310±3 кЭ [9, 12]. В фазе a-Fe также имеется одно состояние атомов железа, в ближайшем окружении которого содержится 8Fe. Сверхтонкое поле для этого состояния атомов железа Н = 330 кЭ [5].

В рамках предложенной модели и в соответствии с данными работ [5-9] мы полагали, что аморфные сплавы состоят из нанокластеров с ближним порядком типа a-Fe, t- и o-Fe3B. Распределения СТП в исследуемых аморфных сплавах Feioo ХВХ (х= 13-25) были разбиты по Гауссу на парциальные спектры, соответствующие локальным состояниям атомов железа в кристаллических фазах a-Fe, t- и o-Fe3B и определены их относительные доли. На рис. 1 приведена концентрационная зависимость объемной доли нанокластеров с ближним порядком типа Fe3B (1) (сумма количества нанокластеров с ближним порядком типа t- и o-Fe3B) и типа а-Fe (2) (сумма количества нанокластеров с ближним порядком типа a-Fe и a-Fe(B)), полученные из разложения экспериментальных мёссбауэровских спектров.

2

о

'М I X

12 14 16 18 20 22 24 26

С(В) , ат.%

Рис.1. Концентрационная зависимость объемной доли нанокластеров с ближним порядком типа Fe3B и a-Fe

Результаты показывают, что: 1) при уменьшении содержания бора от 25 до 18 ат. % объемная доля нанокластеров с ближним порядком типа БезВ не изменяется; 2) при уменьшении бора от 18 ат.% появляются дополнительно нанокластеры с ближним порядком типа a-Fe, причем объемная доля нанокластеров типа a-Fe увеличивается при уменьшении содержания бора, и в сплавах, содержащих 13 ат.% В, достигает -50+5 %.

В пятой главе представлены результаты исследования локальной атомной и магнитной структуры аморфных и нанокристаллических сплавов Fe85 xCr,Bi5 (х=5-20) методами рентгенографии и эффекта Мессбауэра.

На рис. 2 в качестве примера показаны рентгенограммы для сплавов Fe75CrioBi5, полученные после различных температур отжига. Сплавы Fe75CrioBi5, отожженные при 440°С, почти полностью аморфны. На рентгенограмме наблюдается аморфное гало с немного изменившейся формой - чуть-чуть заострившийся кончик. Это говорит о том, что при таких, сравнительно низких температурах (ниже температуры кристаллизации исследуемых сплавов) наблюдается выделение нанокристаллов с очень малой объемной долей (~ 1%) и размером 30±5 нм. После отжига быстро закаленных лент при температурах 450-455°С основной массив сплава остается аморфным, но на рентгенограммах появляются линии a-Fe, свидетельствующие о начале кристаллизации. Интенсивность линий a-Fe растет с повышением температуры отжига, и при температуре 460°С становятся заметны также линии тетрагональной (т) фазы Fe3B. При этом интенсивность аморфного гало уменьшается, объемная доля аморфной фазы после 5-ти-минутного отжига составляет

примерно 60 - 70%. При температуре отжига 473°С аморфной фазы не остается, фазовый состав образца: a-Fe (55-60%) и тетрагональный борид t-Fe3B (45-40%).

30 4Э ED Ю 70 Ю 2а,град

Рис. 2. Рентгенограммы для сплавов Ре75Сг1СВ15, полученные после различных температур отжига (1 - 440°С-5 мин; 2 - 450°С-5мин; 3 -460°С-5 мин; 4 - 473"С-5 мин)

Оценка размера нанокристаллов в нанокристаллических сплавах Ре85_*СгхВ15 (х=5-15) проводилась по ширине линий на рентгенограмме с поправками на расщепление дублета а1-а2 и инструментальное уширение, которое оценивалось по ширине линий эталона. Для этого экспериментальное распределение интенсивностей в зависимости от угла рассеяния 20 аппроксимировали (методом наименьших квадратов) суммой двух функций вида:

/00=--—— •

(1+1.бб(* р )2

в2

расстояние между которыми, а также соотношения интенсивностей и ширин, соответствуют спектральным линиям а1 и а2. Предполагалось, что все уширения линий связаны с малым размером нанокристаллов. Размер нанокристаллов вычисляли по формуле Шеррера:

Б = >.(В-Ь)/созе,

где В - ширина линии образца, Ь - ширина линии эталона, X - длина волны излучения. Длины волн Х(а1) = 1.78892А, Х(а2) = 1.79278А. Рассчитанные значения размеров нанокристаллов в нанокристаллических сплавах Рез5-хСгхВ|, (х=5-15) приведены в таблице 1.

Таблица 1

Фазовый состав и размеры нанокристаллов в нанокристаллических сплавах _Fe85-xCr,Bi5 (х=5-15)_

Состав т °с 1 отж» ъ Фазовый состав Размер нанокристаллов

Fe8oCr5Bi5 555 a-Fe (49±2 нм), t-(Fe,Cr)3B (27±2 нм)

РЬнСгщВи 473 a-Fe(Cr) + t-(Fe,Cr)3B a-Fe (47±2 нм), t-(Fe,Cr)3B (27±2 нм)

Fe7oCrj5Bi5 510 a-Fe (45+2 нм), t-(Fe,Cr)3B (24±2 нм)

На рис. 3 в качестве примера приведены мессбауэровские спектры отожженных сплавов Fe75CrioBi5, измеренные при комнатной температуре, и их расшифровка по программе DISTRI, иллюстрирующие эволюцию выделения кристаллической фазы в аморфной ленте. Как видно из рис. 3, в нанокристаллических сплавах Fe75CrioBi5 распределения Р(Н) имеют ряд разрешенных линий и как минимум две различные области, соответствующие сверхтонким полям в фазах t-(Fe,Cr)3B и a-Fe(Cr). Распределение Р(Н) для фазы a-Fe показывает, что кроме линии 330 кЭ (8 атомов железа в первой координационной сфере (1КС) железа) появляются пики с меньшими полями. Эти пики обусловлены появлением атомов хрома в первой координационной сфере железа в фазе a-Fe. Было установлено, что в сплавах FegoCrsBis содержится два состояния атомов железа с ближним порядком аналогичным ближнему порядку атомов железа в фазе a-Fe, содержащим 8Fe и 7Fe+lCr; в сплаве Fe75Crl0B15 - три состояния атомов железа, содержащие 8Fe, 7Fe+lCr и 6Fe+2Cr; в сплаве Fe7oCr15B15 - четыре состояния атомов железа, содержащие 8Fe, 7Fe+lCr, 6Fe+2Cr и 5Fe+3Cr.

Количество хрома в нанокристаллах фазы a-Fe(Cr) определялось сравнением значения отношения площадей пиков (S/S0), полученных из мессбауэровских спектров, и значением вероятности появления атомов хрома в первой координационной сфере атомов железа в модели случайного распределения атомов в твердом растворе Fe-Cr. В табл. 2 приведены отношения экспериментальных парциальных относительных долей площадей для состояний железа Fe(0), Fe(l), Fe(2) и Fe(3) в нанокристаллах фазы a-Fe(Cr).

л/,% 1001

90

-10 -5 о 5 10 V, мм/с

Л/,% 100)

95

90

-10 -5

Л/,% 100

95

10

V, мм/с

-10 -5 О 5 10 V, мм/с

0,00

О 100 200 300 400 Н, кЭ

О 100 200 300 400 Н, кЭ

Р(Н)

О 100 200 300 400 Н, кЭ

Рис. 3. Мессбауэровские спектры на ядрах 57Бе при комнатной температуре в отожженных сплавах Ре75СгюВ15, а также восстановленные функции распределений СТП Р(Н). 1,2 - 450°С-5мин, 3,4 - 460°С-5мин, 5,6 -

473°С-5мин

Вероятность Раз рассчитывалась для составов х = 1-18 ат.% хрома в фазе а-Ре(Сг). Сравнение экспериментальных относительных долей Ба и рассчитанных вероятностей для сплава со случайным распределением атомов показывает, что имеется хорошее согласие между значениями Яа и Рлв при содержания хромал = 4±2 ат.% в сплаве Ре80Сг5В15, * = 10±2 ат.% в сплаве Ре75Сг1оВ 15 и х = 14±2 ат.% в сплаве РсуоСг^В^. Полученные данные также показывают, что атомы хрома замещают атомы железа в нанокристаллах фазы а-Ре(Сг) и образуют твердый раствор атомов хрома в нанокристаллической фазе а-Ре(Сг).

Для определения влияния атомов хрома на локальные состояния атомов железа в нанокристаллической фазе 1-(Ре,Сг)3В был измерен мессбауэровский спектр в аморфном сплаве Ре77В2з, отожженном при 520°С в течение 20 минут. Рентгенографические измерения показали, что после отжига произошла полная кристаллизация, и сплав содержал

кристаллические фазы a-Fe и t-РезВ в процентном соотношении 17:83, соответственно. Сравним значения СТП в фазе t-(Fe,Cr)3B, полученные из мессбауэровских спектров для нанокристаллических сплавов Fe85_xCrxBi5 (х=5-15) и СТП в фазе t-Fe3B, полученные для нанокристаллического сплава Fe77B23 (табл. 3). Из проведенного сравнения видно, что замещение железа на хром в сплавах Fe85.xCrxBi5 (х=5-15) приводит к значительному уменьшению СТП для каждого состояния атомов железа.

Из приведенных выше данных следует, что в нанокристаллических сплавах Fe85_xCrxBi5 (х=5-15) атомы хрома замещают атомы железа в нанокристаллах фазы t-Fe3B в трех кристаллографически неэквивалентных состояниях атомов железа. Состав этой фазы следует записывать как t-(Fe, Сг)3В.

Таблица 2

Экспериментальные парциальные относительные доли площадей для состояний железа Fe(0), Fe(l), Fe(2) и Fe(3) в нанокластерах с ближним __порядком типа a-Fe(Cr) __

Состав T 1 ОТЖ! °с СТП (±0,5), соответствующие максимумам, кЭ Отношение площадей S/So (±0,05) (эксперимент.) Концентрация хрома (с) в фазе a-Fe(Cr), ат.%

Но Hi н2 Н3 Si/So S2/S0 S3/S0

FeSoCr5Bi5 440 335.9 306.9 - - 0.41 - - 4+2

450 337.4 307.4 - - 0.33 - -

555 334.0 305.2 . - - 0.33 - -

623 331.1 303.3 - - 0.24 - -

Fe75CrwBi3 450 336.8 310.0 263.5 - 0.82 0.18 - 10±2

460 335.9 307.5 279.9 - 0.90 0.48 -

473 336.3 306.9 275.6 - 0.81 0.50 -

490 335.9 308.9 280.4 - 0.81 0.54 -

Fe70CrijBi5 473 339.9 310.4 274.3 231.6 1.37 0.83 0.63 14±2

490 341.2 311.3 271.6 225.9 1.31 0.84 0.58

510 337.9 309.9 283.6 215.6 1.15 0.83 0.61

Таблица 3

Значения сверхтонких полей в фазе 1-(Ре,Сг)3В, полученные из мессбауэровских спектров для нанокристаллических сплавов Ре85.хСгхВ 15

Состав ТотЖ) °c СТП, соответствующие максимумам парциальных спектров (Н±0,5, кЭ), локальные магнитные моменты атомов яселеза (ц±0,1,цв), площади парциальных спектров (5+2, %)

н, Hl Si н2 Ц2 S 2 Н3 Мз s3

Fe77B23 520 285.2 2,1 27 263.2 1,9 29 223.7 1,7 30

Fe8oCr5B15 555 115,8 0,9 30 185,2 1,4 37 204,5 1,5 33

FcvsCrmBis 473 78,7 0,6 34 125,6 0,9 34 175,7 1,3 32

Fe7oCri5Bi5 510 68,4 0,5 32 110,3 0,8 35 150,8 1,1 33

СТП на ядрах 57Fe атомов железа H(Fe) в аморфных и нанокристаллических магнитных сплавах на основе железа и локальный магнитный момент атомов железа ц связаны между собой следующим соотношением:

H(Fe) = D-n(Fe),

где D - константа пропорциональности между СТП Н и ц(Бе) [5]. Оценка значения константы D из зависимости средних СТП от средних магнитных моментов в аморфных сплавах Fc85^CrxB15 (х=5-15) показала, что D=134±4 кЭ/|дн. Используя данные о сверхтонких полях на ядрах 57Fe и величину D = 134 кЭ/цв, были оценены локальные магнитные моменты атомов железа (табл.3).

Из табл. 3 видно, что атомы хрома сильно возмущают магнитные моменты атомов железа в фазе t-(Fe,Cr)3B. Следует отметить, что влияние атомов хрома на локальные магнитные моменты атомов железа |r(Fe) в нанокристаллической фазе t-(Fe,Cr)3B по сравнению n(Fe) в фазе t-Fe3B значительнее для тех состояний атомов железа, которые содержат большее количество бора в ближайшей координационной сфере. На примере сплава Fe8oCr5Bi5 видно, что для состояния Fei в фазе t-Fe3B ^i(Fe)=2,lfjB, а в фазе t-(Fe,Cr)3B fji(Fe)=0,9fjB, для состояния Fe3 в фазе t-Fe3B ^¡(Fc)=\,1ub, а в фазе t-(Fe,Cr)3B fi3(Fe)=i,5nB.

Рассмотрим локальную атомную и магнитную структуру аморфных сплавов FeS5 хСгхВ,5 (х=0-20). На рис. 4, в качестве примера, приведены мессбауэровские спектры на ядрах 57Fe, измеренные при температуре 87К, и восстановленные функции распределений сверхтонких полей Р(Н),

полученные по программе DISTRI в аморфных сплавах Fe85.xCrxB 15 (х=0, 10). Приведенные на рис. 4 распределения СТП Р(Н) для состава х=0 были разложены на три парциальных спектра по Гауссу (используя пакет программ ORIGIN) с максимумами, соответствующими средним СТП ядер "Fe в фазах a-Fe (Ha), o-Fe3B (Н0) и t-Fe3B (Ht).

Модельная обработка мессбауэровского спектра аморфного сплава Fe75CrioB15 проводилось с учетом данных рентгенографии. Рентгенографические исследования отожженных аморфных сплавов, содержащих х=5-20 ат.% хрома, показали, что при кратковременном отжиге вблизи и слегка выше температуры кристаллизации Ткр и при первой полной кристаллизации, исследуемые аморфные сплавы распадаются на две нанокристаплические фазы a-Fe и t-Fe3B в отношении S„:St = 40:60 % (с разбросом ± 7%). Поэтому в рамках нанокластерной модели распределение СТП, полученное из мессбауэровского спектра аморфного сплава Fe75CrioB¡5, раскладывали по Гауссу на два парциальных спектра. СТП в максимумах парциальных спектров, относящихся к нанокластерам типа a-Fe и t-Fe3B, совпадают в пределах ошибки со средними СТП для соответствующих нанокристаллов в нанокристаплическом сплаве Fe75Cr10B15.

0,02-

у, м м/с Н, к Э

Рис.4. Мессбауэровские спектры, измеренные при температуре 87К, и восстановленные функции распределений сверхтонких полей на ядрах 3 Ре в аморфных сплавах Ре85_хСгхВі5 (х = 0, 10)

Оценим средние магнитные моменты р на магнитный атом в ближайших сферах атомов железа в различных типах нанокластеров в аморфных сплавах Ре85-хСгхВі5 (х = 0-20), используя данные по сверхтонким полям на ядрах 57Ре, измеренные методом мессбауэровской спектроскопии. Эти значения приводятся в табл. 4.

Из приведенной таблицы следует, что: 1) замещение атомов железа на атомы хрома приводит к тому, что нанокластеры с ближним порядком типа o-Fe3B в аморфных сплавах не образуются, сплавы состоят из нанокластеров с ближним порядком типа a-Fe и t-Fe3B; 2) атомы хрома замещают атомы железа в нанокластерах типа a-Fe и t-Fe3B, образуя нанокластеры типа a-Fe(Cr) и t-(Fe,Cr)3B соответственно; 3) при появлении атомов хрома в первой координационной сфере атомов железа наблюдается резкое уменьшение средних магнитных моментов атомов железа ЦсР в сплавах и локальных магнитных моментов атомов железа в отдельных нанокластерах.

Таблица 4

Средние сверхтонкие поля Н(о), H(t) и Н(а) (±0,5 кЭ), средние магнитные моменты ц0, р, и (±0,1 рв) и относительные площади парциальных спектров So, St, Sa (±2 %) в нанокластерах с ближним порядком типа о-Fe3B, t-Fe3B и a-Fe в аморфных сплавах Fe(g5_x)CrxB15 (х=0-20) при

состав, Нср, Н(о), H(t), Н(а), Нср, Но, Ht, На. S0, s„%

ат. % кЭ кЭ кЭ кЭ Ив Ив Ив Ив % %

Ст

0 296.4 268.9 274.9 326.8 2.2 2.1 2.1 2.4 34 19 47

5 238.6 186.1 268.7 1.8 1.4 2.1 31 69

10 176.5 128.9 221.6 1.3- 0.9 1.7 36 64

15 127.1 61.9 163.8 0.9 0.5 1.2 36 64

20 97.2 48.4 127.1 0.7 0.4 0.9 38 62

Основные результаты и выводы

1) Впервые с использованием современного комплекса компьютерных программ (MSTools) для обработки экспериментальных мессбауэровских спектров проведены исследования аморфных и нанокристаллических сплавов Feioo-xBx (х=13-25) и Fc85_xCrxB15 (х = 5-20).

2) Установлено, что аморфные сплавы РеШОлВх (х=13-25), полученные методом сверхбыстрой закалки из расплава, состоят из нанокластеров с ближним порядком типа t- и o-Fe3B и a-Fe, а аморфные сплавы Fess-xCiyBis (х = 5-20) из нанокластеров типа t-(Fe,Cr)3B и a-Fe(Cr) соответственно.

3) Впервые для аморфных сплавов Fe,oo_xBx (х=13-25) построена концентрационная зависимость объемной доли нанокластеров различного типа от содержания бора в сплаве.

4) Показано, что после отжига аморфных сплавов Fe85.xCrxBi5 (х = 5-15) при температуре ниже температуры кристаллизации, сплавы состоят из нанокристаллов фазы a-Fe(Cr) размером ~ 27 нм и фазы t-(Fe,Cr)3B размером ~ 47 нм.

5) Определена концентрация атомов хрома в кристаллической фазе а-Fe(Cr), возникающей после частичной кристаллизации сплавов Feg5.xCrxBi5 (х = 5-15). Для сплава Fe8oCr5Bi5 концентрация хрома составляет 4+2 ат.%, для сплава Fe75CrI0B i5 - 10±2 ат.%, а для сплава Fe70Cri5B 15 - 14+2 ат.%.

6) Установлено, что замещение атомов железа на атомы хрома в кристаллической фазе t-(Fe,Cr)3B существенно уменьшает локальные магнитные моменты атомов железа по сравнению с локальными магнитными моментами в фазе t-FejB.

7) Впервые методом эффекта Мессбауэра на ядрах 57Fe установлено, что в аморфно-нанокристаплических и нанокристаллических сплавах Fes5-xCrxB15 (х = 5-20) фаза a-Fe(Cr) содержит несколько разрешенных состояния атомов железа (в сплавах FesoCr5Bis содержится два состояния атомов железа; в сплаве Fe75CrioBi5 - три состояния атомов железа; в сплаве Fe7oCr15B13 - четыре состояния атомов железа), различающиеся количеством атомов хрома в первой координационной сфере атома железа.

Основные результаты, полученные в диссертации, изложены в следующих печатных работах:

1. Покатилов B.C., Дмитриева Т.Г. Ближний порядок в аморфных ферромагнитных сплавах Fe-B // Известия РАН. Серия физическая. -2009. -т.73, №8. - с. 1159-1162 (в списке ВАК).

2. Покатилов B.C., Дмитриева Т.Г., Покатилов В.В., Китаев В.В. Локальная структура рентгеноаморфного сплава Fe70Crl5B15// Известия РАН. Серия физическая. - 2012. - т.76, № 7. - с. 934-938 (в списке ВАК).

3. Покатилов B.C., Дмитриева Т.Г.. Покатилов В.В., Дьяконова Н.Б. Локальная атомная и магнитная структура нанокристаллического сплава Fe75CrlOB15// ФТТ. - 2012. - т.54, вып. 9. - с. 1680-1686 (в списке ВАК).

4. Покатилов B.C., Дмитриева Т.Г., Балмашов A.C., Китаев В.В. Локальные магнитные свойства аморфных сплавов Fe7oCr15Bi5 // Материалы Международной НТК «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию», 8-12 декабря 2008 г. Москва. / Под ред. A.C. Сигова. - М.: Энергоатомиздат, 2008. - ч. 2. - с. 182-185.

5. Покатилов B.C., Дмитриева Т.Г., Дьяконова Н.Б., Китаев В.В. Локальная атомная и магнитная структура аморфных сплавов Fe75Cri0Bi5 // Материалы Международной НТК «Фундаментальные проблемы

радиоэлектронного приборостроения», 7-11 декабря 2009 г., Москва. / Под ред. А.С. Сигова. - М.: Энергоатомиздат, 2009. - ч. 2. - с. 42-45.

6. Покатилов B.C., Дмитриева Т.Г.. Дьяконова Н.Б., Китаев В.В. Исследование аморфных сплавов Fe75Cr10Bi5 методом эффекта Мессбауэра // Труды XI международной конференции «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения». - Екатеринбург - 204 е., с.22.

7. Покатилов B.C., Дмитриева Т.Г.. Балмашов С.А., Дьяконова Н.Б. Особенности структуры аморфно-нанокристаллического материала Рс75СгюВ|5 при отжигах вблизи температуры начала кристаллизации // Материалы Международной НТК «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», 23-27 ноября 2010 г., Москва. / Под А.С. Сигова. - М.: Энергоатомиздат, 2010. - ч. 2. - с. 116-121.

8. Покатилов B.C., Дмитриева Т.Г.. Покатилов В.В. Фазовый состав аморфного сплава Fe75CrioBi5 // Материалы Международной НТК «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», 2327 ноября 2010 г., Москва. / Под ред. А.С. Сигова. - М.: Энергоатомиздат, 2010.-ч. 2.-е. 126-131.

9. Сигов А.С., Покатилов B.C., Дмитриева Т.Г.. Покатилов В.В., Китаев В.В., Мирошниченко А.А. Локальная атомная и магнитная структура аморфных сплавов Ре(85.х)СгхВи (х=0-20) // Материалы Международной НТК «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», 14-17 ноября 2011 г., Москва. / Под ред. А.С. Сигова. -М.: Энергоатомиздат, 2011. - ч. 2. - с. 160-164.

10. Pokatilov V.S., Dmitrieva T.G. Local atomic and magnetic structure of amorphous alloys Fe75Cr10B15 // Московский международный симпозиум по магнетизму (MSM). - М.: МАКС Пресс, 2011. - 944 с. (на англ. яз.). - с. 425-426.

11. Pokatilov V.S., Dmitrieva T.G.. Djakonova N.B. Effect of annealing on the local atomic and magnetic structure of amorphous nanocrystalline alloys // Seventh seeheim workshop on Mossbauer spectroscopy. 13-17 June, 2011, Frankfurt, Germany - Hessen-Nanotech. - p. 175.

12. Покатилов B.C., Дмитриева Т.Г.. Дьяконова Н.Б. Формирование нанокристаллической фазы при высокотемпературном отжиге аморфного сплава Fe75CrioBis // IV Всероссийская конференция по наноматериалам «Нано-2011» 01-04 марта, 2011 -М.: ИМЕТ РАН, 2011- 117 е., стр. 382.

Список цитируемой литературы

1. Tarnoczi Т., Nagy I., Hargital С., Hosso М. The role of Fe3B in the crystallization of Fe-B metallic glasses // IEEE Trans. Magn. - 1978. - v.14, №5. - p.1025-1027.

2. Крипякевич П.И. Структурные типы интерметаллических соединений. -М.: Наука, 1977.-е. 155.

3. Panissod P., Durand J., Budnick J.I. Hyperfine Fields in Metallic Glasses // Nucl. Instr. Meth. Phys.Res.- 1982.-V. 199.-p. 99-114.

4. J.M. Barandiaran, M.L. Fdez-Gubieda, F. Plazaola, O.V. Nielson Mossbauer spectroscopy in Fe-rich amorphous alloys // J. De Physique. - 1988. - V.12, № 8.-p. C8-1367-C8-1368.

5.1. Vinze, D. Boudreaux, M. Tegze. Short-range order in Fe-B metallic glass alloys // Phys. Rev. B. - 1979. - V. 19, № 10. - p. 4896-4900.

6. B.C. Покатилов. Ядерный магнитный резонанс ПВ в аморфном и кристаллическом сплавах Fe-18 ат.% В // ДАН СССР. - 1981. - т. 257, № 1.

- с. 95-98.

7. J.C. Ford, J.I. Budnick, W.A. Hines, R. Hasegawa. Spin-Echo NMR Study of the Atomic Environment in the Fe100-*Bx Metallic Glass System // J. Appl. Phys.

- 1984. - V. 55, № 6. - p. 2286-2287.

8. V. Pokatilov, N. Dyakonova. Experimental evidences of clusters with different short range order in amorphous alloys // Hyperfine Interaction. - 1990. -V. 59, № 1-4.-p. 525-528.

9. Y. D. Zhang, W. A. Hines, J. I. Budnick, M. Choi, F. H. Sanchez and R. Hasegawa. NMR Study of the Boron Site Occupations in Rapidly Quenched FeB Crystalline Alloys // J. Mag. Mag. Mat. -1986. - V. 61, № 1-2. - p. 162-168.

10. P. Lamparter, S. Steeb, D. M. Kroeger, and S. Spooner. Neutron and X-ray small-angle scattering with Fe-based metallic glasses // Mat. Sci. and Eng. -1988. -V. 97, № 1. - p. 227-230.

11. Глезер A.M. Аморфные и нанокристаллические структуры: сходства, различия, взаимные переходы. // Рос. Хим. Ж. - 2002. - т. XLVI, № 5. - с. 57-63.

12. Покатилов B.C. Исследование аморфных и быстро закаленных кристаллических сплавов Fe-B методом ядерного магнитного резонанса на ядрах 57Fe. // ФТТ - 2009. -т. 51, № 1. - с.134-141.

13. М.А. Дроздова, И.Н. Бытырев, А.Ф. Прокошин, В.Е. Махоткин В.В. Корытов. Магнитная и электронная структура аморфных сплавов Fe-M-B (М= Сг, Мп) // ФММ. - 1986. - т. 28, №8. - с. 2486-2491.

14. М.А. Дроздова, A.M. Глезер, Ю.И. Красавин, А.А. Савин. Изменение магнитных свойств и структуры аморфных сплавов FeCrB в процессе кристаллизации // ФММ. - 1989. - т. 67, вып. 5.-е. 896-901.

15. Ю.А. Пустов, Ю.В. Балдохин, Б.К. Опара, П.Я. Колотыркин, В.П. Овчаров, И.А. Кислогубов. О термической стабильности аморфного сплава Fe-Cr-B // ФММ. - 1988. - т. 65, вып. 1. - стр. 159-167.

Подписано в печать 05.10.2012 г. Формат 60x90 1/16 Печать на ризографе. Тираж 100 экз. Заказ № 10184. Объем: 1,5 усл. п.л.

Отпечатано в типографии ООО "Алфавит 2000", ИНН: 7718532212, г. Москва, ул. Маросейка, д. 6/8, стр. 1, т. 623-08-10, www.alfavit2000.ru

ВВЕДЕНИЕ.

1. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА И ЛОКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА АМОРФНЫХ СПЛАВОВ ЕЕ-В.

1.1 Структурные исследования сплавов Ре-В.

1.1.1 Рентгенографические исследования.

1.1.2 Нейтронографические исследования.

1.1.3 Электронная микроскопия.

1.2 Исследование матнитных свойств аморфных сплавов Бе-В.

1.2.1 Температура Кюри.

1.2.2 Исследование намагниченности.

1.2.3 Концентрационная зависимость магнитных моментов.

1.3 Исследование локальной структуры сплавов Ре-В методом ЯМР на ядрах 57Ре и "В

1.4 Исследование локальной структуры сплавов Ре-В методом эффекта Мессбауэра38 2 МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА И ЛОКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА СПЛАВОВ ЕЕ-СЬ*-В

2.1 Структурные исследования сплавов Ре-Ся-В.

2.1.1 Рентгенографические исследования.

2.1.2 Исследование структуры аморфных и отожженных сплавов Ре-Сг-В методом электронной микроскопии.

2.2 Исследование магнитных свойств сплавов Ре-Ся-В.

2.2.1 Температура Кюри.

2.2.2 Исследование намагниченности в сплавах Ее-Сг-В.

2.2.3 Магнитные моменты в сплавах Ге-Сг-В.

2.3 Исследование локальной структуры сплавов Ре-Сл-В методом эффекта Мессбауэра на ядрах 57Ре.

2.4 Постановка задачи.

3 . ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ.

3.1 Получение образцов аморфных и нанокристаллических сплавов.

3.2 Метод рентгеноструктурного анализа.

3.3 Метод вибрационного магнитометра.

3.4 Мессбауэровская спектроскопия.

3.4.1 Параметры сверхтонких взаимодействий.

3.4.2 Методы обработки мессбауэровских данных.

4 . ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ АТОМНОЙ И МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ FE-B МЕТОДОМ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА НА ЯДРАХ 57FE.

4.1 Ближний порядок в аморфных и микрокристаллических ферромагнитных сплавах FEioo-xbx (х= 10-25).

4.2 Концентрационная зависимость сверхтонких полей в аморфных сплавах Feioo-ХВХ (х=13-25).

4.3 Исследование магнитной текстуры в аморфных сплавах Fe10o-xBx (х=13-25).

4.4 ближний порядок в аморфно-нанокристаллических и нанокристаллических сплавах Fe-B.

5 . ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ АТОМНОЙ И МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ FE85-xCRXB15 (Х=0-20) МЕТОДОМ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА НА ЯДРАХ 57FE.

5.1 влияние отжигов на локальную атомную и магнитную структуру аморфно-нанокристаллических и нанокристаллических сплавов fe85.xcrxbi5 (х=5-15).

5.2 Исследование локальной атомной и магнитной структуры нанокристаллических фаз в сплаве FE75CRioB,5.

5.3 Локальная атомная и магнитная структура аморфных сплавов Fe85xCrxBi5 (х=0-20)

5.4 Температурные зависимости параметров сверхтонких взаимодействий в аморфных сплавах Fe85-xCrxB|5 (х=5-20).

5.5 Магнитные свойства аморфных сплавов Fe85-xCrxB|5 (х=0-20).

В настоящее время получение и исследование новых металлических ферромагнитных аморфных и нанокристаллических сплавов на основе Бе-В является одним из наиболее интересных и важных направлений современной физики конденсированного состояния. Магнитомягкие аморфные сплавы на основе Бе-В нашли широкое применение в радиотехнике, электронике и автоматике в качестве сердечников трансформаторов, реле, микротрансформаторов с меньшими массогабаритами, чем сердечники из трансформаторной стали и в других устройствах. Однако для поиска новых ферромагнитных аморфных и нанокристаллических сплавов, а также для улучшения их физических свойств необходимо провести исследования, связанные с изучением их локальной атомной и магнитной структуры. Изучение физических свойств, в том числе и магнитных свойств, и их связь с локальной структурой является важным этапом для понимания природы свойств этой системы сплавов и разработки новых ферромагнитных сплавов с улучшенными характеристиками.

Одним из основных способов получения нанокристаллических материалов является метод кристаллизации из аморфного состояния. Переход аморфного состояния металлической системы в стабильное кристаллическое состояние при повышении температуры осуществляется через последовательность метастаб ильных состояний. При этом происходят термически активируемые процессы структурной релаксации, диффузии и кристаллизации. Многие физические свойства аморфных сплавов, в том числе магнитные и механические, изменяются уже в результате отжига при температурах значительно ниже температуры их кристаллизации. Выбирая температурные режимы отжигов можно проводить "управляемую кристаллизацию" для создания особых, частично или полностью закристаллизованных материалов с наночастицами, обладающими нужными физическими свойствами. Создание таких нанокристаллических сплавов и использование их свойств невозможно без детального понимания процессов, происходящих при кристаллизации аморфных сплавов.

В настоящее время установлено, что имеется сильная связь между структурным порядком и магнитными свойствами сплавов. Это говорит о том, что для понимания природы магнитных свойств аморфных и нанокристаллических ферромагнитных сплавов необходимо изучать их магнитные свойства в неразрывной связи с локальной структурой. Можно отметить, что локальная структура достаточно изучена только для системы аморфных сплавов Ре-В. Методом ЯМР на ядрах ПВ и 57Ре определен ближний порядок и локальная магнитная структура этих аморфных сплавов. Было установлено, что в области составов Ре-23-25 ат.% В аморфные сплавы состоят преимущественно из нанообластей с ближними порядками типа тетрагональной (1) фазы Ре3В. Методы ЯМР, нейтронографии и электронной микроскопии показывают, что аморфные ферромагнитные металлические сплавы Ре75В25 состоят из нанообластей или нанокластеров с ближними порядками аналогичными ближнему порядку метастабильной фазы типа 1-Ре3В. Однако, экспериментальные данные о локальной атомной и магнитной структуре нанообластей (нанокластеров) в ферромагнитных аморфных металлических сплавах на основе Ре-В в литературе практически отсутствуют.

Аморфные сплавы на основе Ре-В, применяемые в технике, содержат, как правило, дополнительно б-, р-, ё-атомы, которые существенно изменяют магнитные свойства материалов. Влияние же таких атомов на локальную атомную и магнитную структуру аморфных, аморфно-нанокристаллических и нанокристаллических сплавов на основе Ре-В практически не исследовалось.

Таким образом, детальные исследования локальной атомной и магнитной структуры аморфных и нанокристаллических сплавов на основе железа, а также состава локальных фаз в этих сплавах является актуальной задачей современной физики конденсированного состояния.

Цель работы заключалась в исследовании локальной атомной и магнитной структуры, а также магнитных свойств аморфных и нанокристаллических сплавов на основе железа-бор с использованием мёссбауэровской спектроскопии, рентгеновской дифракции и магнитных измерений, в исследовании условий формирования наноструктур при нагреве аморфных сплавов и определении фазового состава образующихся при кристаллизации нанокристаллических фаз.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- исследование локальной атомной и магнитной структуры аморфных и нанокристаллических сплавов Fe-B и Fe-B-Cr методом эффекта Мессбауэра с использованием современных компьютерных программ (MSTools) по восстановлению функций распределения параметров сверхтонких взаимодействий (сверхтонких полей, изомерных сдвигов и квадрупольных расщеплений);

- исследование температурных и концентрационных зависимостей параметров сверхтонких взаимодействий в аморфных, аморфно-нанокристаллических и нанокристаллических сплавах Fe-B и Fe-Cr-B;

- определение методом эффекта Мессбауэра температур начала формирования нанокластеров с ближним порядком типа a-Fe и тетрагонального борида t-Fe3B в аморфной матрице в сплавах Fe-B и Fe-Cr-B, определение их локальной атомной и магнитной структуры.

Положения, выносимые на защиту:

1) Аморфные сплавы Fe-B, полученные методом сверхбыстрой закалки из расплава, состоят из нанокластеров с ближним порядком типа a-Fe, о- и t-Fe3B, причем их количество (объемная доля) зависит от содержания бора в сплаве, а сплавы Fe-Cr-B из нанокластеров типа a-Fe(Cr) и t-(Fe,Cr)3B.

2) После частичной кристаллизации аморфных сплавов Feg5.xCrxBi5 (х=5-20) выделяется нанокристаллическая фаза a-Fe(Cr), которая содержит несколько состояний железа, различающихся количеством атомов хрома в первой координационной сфере атомов железа.

3) Атомы хрома в аморфно-нанокристаллических и нанокристаллических сплавах Ре85-хСгхВ15 (х=5-20) возмущают локальные магнитные моменты атомов железа в нанокристаллической фазе ЦРе,Сг)зВ.

Научная новизна результатов:

1. Впервые с использованием новых компьютерных программ для обработки экспериментальных мессбауэровских спектров (МБТооЬ) проведены экспериментальные исследования аморфных и нанокристаллических сплавов Беюо-хВх (х=13-25) и Ре85-хСгхВ15 (х = 5-20), восстановлены функции распределения сверхтонких параметров, а также проведена модельная обработка мессбауэровских спектров исследуемых сплавов.

2. Обнаружено, что кратковременные отжиги аморфных сплавов Ре(00-хВх (х=13-25) и Ре85.хСгхВ15 (х = 5-20) при температурах ниже температуры их кристаллизации приводят к образованию в сплавах Ре-В нанокластеров типа аРе, о- и 1>РезВ в аморфной матрице, а в сплавах Ре-Сг-В нанокластеров типа а-Ре(Сг) и ЦРе,Сг)3В.

3. Определена концентрация атомов хрома в кристаллической фазе а-Ре(Сг), возникающей после частичной кристаллизации сплавов Ре85.хСгхВ15 (х = 5-20).

4. Показано, что появление атомов хрома в первой координационной сфере атомов железа в аморфных и нанокристаллических сплавах Ре85.хСгхВ15 (х = 5-20) существенно возмущает локальные магнитные моменты атомов железа в нанокластерах с ближним порядком типа а-Ре(Сг) и 1-(Ре,Сг)3В.

Научная и практическая значимость

Полученные в диссертационной работе экспериментальные данные о структуре аморфных и нанокристаллических сплавов Реюо-хВх (х=13-25) и Ре85. хСгхВ15 (х = 5-20) имеют существенное значение для решений одной из фундаментальных проблем физики конденсированного состояния, а именно, дают информацию о локальной атомной и магнитной структуре этих сплавов. Эта информация важна для определения природы физических, в том числе и магнитных свойств, этой системы сплавов, а также для получения новых ферромагнитных сплавов с улучшенными характеристиками.

Результаты работы позволяют научно обосновать выдвигаемые предположения о том, что аморфные сплавы состоят из нанокластеров, обладающих ближним порядком, аналогичным ближнему порядку фаз, которые формируются при кристаллизации исследуемых аморфных сплавов.

Основные результаты и выводы

1) Впервые с использованием современного комплекса компьютерных программ (MSTools) для обработки экспериментальных мессбауэровских спектров проведены исследования аморфных и нанокристаллических сплавов Feioo-xBx (х= 13-25) и Fe85xCrxB15 (х = 5-20).

2) Установлено, что аморфные сплавы Feioo-xBx (х=13-25), полученные методом сверхбыстрой закалки из расплава, состоят из нанокластеров с ближним порядком типа t- и o-Fe3B и a-Fe, а аморфные сплавы Fe85.xCrxB,5 (х = 5-20) из нанокластеров типа t-(Fe,Cr)3B и a-Fe(Cr) соответственно.

3) Впервые для аморфных сплавов Feioo-xBx (х=13-25) построена концентрационная зависимость объемной доли нанокластеров различного типа от содержания бора в сплаве.

4) Показано, что после отжига аморфных сплавов Fe85xCrxBi5 (х = 5-15) при температуре ниже температуры кристаллизации, сплавы состоят из нанокристаллов фазы a-Fe(Cr) размером ~ 27 нм и фазы t-(Fe,Cr)3B размером ~ 47 нм.

5) После частичной кристаллизации сплавов Fe85xCrxB15 (х = 5-15) с выделением кристаллической фазы a-Fe(Cr), определена концентрация атомов хрома в указанной фазе. Для сплава Fe80Cr5Bi5 концентрация хрома составляет 4±2 ат.%, для сплава Fe75Cri0B15 - 10±2 ат.%, а для сплава Fe7oCr,5Bi5 - 14±2 ат.%.

6) Установлено, что замещение атомов железа на атомы хрома в кристаллической фазе t-(Fe,Cr)3B существенно уменьшает локальные магнитные моменты атомов железа по сравнению с локальными магнитными моментами в фазе t-Fe3B.

СП

7) Впервые методом эффекта Мессбауэра на ядрах Fe установлено, что в аморфно-нанокристаллических и нанокристаллических сплавах Fe85.xCrxB15 (х = 5-20) фаза a-Fe(Cr) содержит несколько разрешенных состояния атомов железа (в сплавах Fe80Cr5Bi5 содержится два состояния атомов железа; в сплаве Ре75Сг10В15 - три состояния атомов железа; в сплаве РеуоСг^В^ -четыре состояния атомов железа), различающиеся количеством атомов хрома в первой координационной сфере атома железа.

1. F.H. Sanchez, J.I. Budnick, Y.D. Zhang, W.A. Hines, M. Choi, R. Hasegawa. Mossbauer study of the local atomic environments in metastable crystalline Fe-B alloys // Phys. Rev. —1986. V.31,№7. p. 1738 1713.

2. W.D. Pearson, Handbook of lattice spacings and structure of metals and alloys (Pergamon, New York, 1958).

3. E. Nold, P. Lamparter, H. Olbrich, G. Rainer-Harbach, S. Steeb. Determination of the Partial Structure Factors on the Metallic Glass Fe8oB2o // Z. Natu*£—1981. V. 36a. p. 1032 1(Ж.

4. Т. Fujiwara, H. Chen, Y. Waseda. Model Calculation for Fe80B20 Alloy Glass// Z. Natuf£-1982. V. 37a.—p. 611 612.

5. K. Suzuki. Structural study of liquids with strong short-range correlation in the atomic distribution // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1976. - V.80, № 8. -p. 689-694.

6. K. Suzuki, T. Fukunaga, M. Misawa, T. Masumoto. Time-of-Flight Pulsed Neutron Diffraction of Pd0iSi0.2 Amorphous Alloy Using the Electron Linac// Mater Sci. Engng-.—1976. V. 23, №2/3.—p. 215 218.

7. T. Fukunaga, M. Misawa, K. Fukamichi, T. Masumoto, K. Suzuki. Compositional Study on Short-Range Structure of Pd-Si and Fe-B Amorphous Alloys//Proc. 3rd Int. Conf. on Rapidly Quenched Metals—WRr.——p. 325 332.

8. Z. Xianyu, Y. Ishikawa, T. Fukunaga, N. Watanabe. Local atomic and magnetic structures of amorphous FeixBx alloys studied by neutron scattering // J. Phys. F: Met. Phy^—Ш&-.—V. 15, №8. p. 1799 1812.

9. P. Lamparter, S. Steeb, D. M. Kroeger, and S. Spooner. Neutron and X-ray small-angle scattering with Fe-based metallic glasses / / Mat. Sci. and Eng. -1988. V. 97, № 1.—p. 227 230.

10. P. Lamparter, W. Sperl, E. Nold, G. Rainer-Harbach, S. Steeb. Structure of amorphous Fe-B-, Co-B-, and Ni-B-alloys // Proc. 4th Int. Conf. on Rapidly Quenched Metafe-—p. 313 316.

11. N. Cowlam, A.H. Davies, K. Dini. Neutron measurements of magnetic correlations in metallic glasses // J. Non-Cryst. Solids. 1980. - V. 40, № 1-3. - p. 377-391.cn

12. J.A. Cusido, J. Tejada. Electron microscopy and Fe Mossbauer electron conversion studies of the amorphous-to-crystalline transformation of metallic glass Fe80B20 // Journal of Materials Science Letters. 1986. - V. 5, № 1. - p. 75-77.

13. H. Ino, H. Ichinose, K. Nagata. A structural study of liquid-quenched FeB alloys by Mossbauer spectroscopy and high resolution electron microscopy // In: Rapidly quenched metals / Eds S. Steeb, H. Warlimont. Elsevier Science Publishers B.V.- 1985

14. R. Ray, R. Hasegawa. Rapidly quenched metastable iron-boron solid solutions// Solid State Commun. 1978. - V. 27, № 4. - p. 471-474.

15. W.K. Wang, H. Iwasaki, K. Fukumichi. Effect of high pressure on the crystallization of an amorphous Fe83Bi7 alloy // J. Mater. Sci. 1980. - V. 15, № 11.-p. 2701-2708.

16. J. I. Budnick, F.H. Sanchez, Y.D. Zhang, M. Choi, W.A.Hines, Z.Y. Zhang, S.H. Ge, R. Hasegawa. Study of the local structure of metastable crystalline iron-boron alloys // IEEE Transactions on magnetics, V. MAG-23. 1987. - № 4. -p. 1937-1944.

17. T. Kemeny, I. Vincze, B. Fogarassy, S. Arajs. Structure and crystallization of Fe-B metallic glasses// Phys. Rev. B. 1979. - V.20, № 2. - p. 476-488.

18. Zweck J. and Hoffman H. // in Proceedings of the Fifth International Conference on Rapidly Quenched Metals (RQM), Wurzburg, Germany. 1985. -V. 1,- p 509.

19. C. Chien, D. Musser, E. Gyorgy, R. Sherwood, H. Chen, F. Luborsky, J. Walter. Magnetic properties of amorphous FexBioo-x (72<x<86) and crystalline Fe3B // Phys. Rev. B. 1979. - V. 20, № 1. - p. 283-295.

20. C. Chien, K. Unruh. Magnetic hyperfme interactions in amorphous FexBioo-x// Phys. Rev. B. 1982. - V. 25, № 9. - p. 5790-5796.

21. R. Hasegawa, R. Ray. Iron-Boron Metallic Glasses // J. Appl. Phys. -1978. V.49, № 7. - p. 4174-4179.

22. Cargill G. S. Ferromagnetism in amorphous solids // AIP Conf. Proc.1975.-т. 34,- c. 138-144.

23. Chien C. L., Hasegawa R. Spontaneous magnetization of ferromagnetic glasses//AIP Conf. Proc. 1976,- т. 31.- с. 366-371.

24. Wright J. G. Amorphous transition metal films // IEEE Trans. Magn.1976,- т. 12, №2,- c. 95-102.

25. Chien C. L., Hasegawa R. Amorphous magnetism // Plenum Press. New York: 1977, c. 289.

26. C. Chien. Mossbauer study of a binary amorphous ferromagnet: Fe8oB2o //Phys. Rev. В. 1978,- V. 18, № 3. -p. 1003-1015.

27. R. Hasegawa, R. Ray. Low-temperature magnetization study of crystalline and glassy Fe-B alloys // Phys. Rev. B. 1979. - V. 20, № 1. — p. 211214.

28. I. Vinze, D. Boudreaux, M. Tegze. Short-range order in Fe-B metallic glass alloys // Phys. Rev. B. 1979. - V. 19, № 10. - p. 4896-4900.

29. K. Buschow, P.G. van Engen. Magnetic and magneto-optical properties of amorphous AixFex alloys (A=B, Ge, and Sn) // J. Appl. Phys. 1981. - V. 52, № 5.-p. 3557-3561.

30. P. Panissod, I. Bakany, J. Durand, J. J. Budnick. Hyperfme Fields in Metallic Glasses // Nucl. Instr. Method. 1982. - V. 199, № 1-2. - p. 99-114.

31. B.C. Покатилов. Ядерный магнитный резонанс "В в аморфном и кристаллическом сплавах Fe-18 ат.% В // ДАН СССР. 1981. - т. 257, № 1. -с. 95-98.

32. Y. Zhang, J.I. Budnick, J.C. Ford, W.A. Hines, F.H. Sanchez. Crystallization of Fe-B Amorphous Alloys, an NMR and X-Ray Study // Appl. Phys. 1987. -V. 61, № 8. -p. 3231-3233.

33. V. Pokatilov, N. Dyakonova. Experimental evidences of clusters with different short range order in amorphous alloys // Hyperfine Interaction. 1990. -V. 59, №1-4. -p. 525-528.

34. B.C. Покатилов. Ближний атомный порядок в аморфных сплавах Fe-B// Металлофизика. 1983. - т. 5, № 6. - с. 96-100.

35. J.C. Ford, J.I. Budnick, W.A. Hines, R. Hasegawa. Spin-Echo NMR Study of the Atomic Environment in the Feioo-xBx Metallic Glass System// J. Appl. Phys. 1984. - V. 55, № 6. - p. 2286-2287.

36. Y. D. Zhang, W. A. Hines, J. I. Budnick, M. Choi, F. H. Sanchez and R. Hasegawa. NMR Study of the Boron Site Occupations in Rapidly Quenched Fe-B Crystalline Alloys // J. Mag. Mag. Mat. 1986. - V. 61, № 1-2. - p. 162-168.

37. B.C. Покатилов. Исследование быстрозакаленных кристаллических и аморфных сплавов Fe-B методом ядерного магнитного резонанса // ФТТ. -2007. т. 49, вып. 12. - с. 2113-2117.

38. B.C. Покатилов. Исследование аморфных и быстро закаленных кристаллических сплавов Fe-B методом ядерного магнитного резонанса на ядрах 57Fe // ФТТ. -2009,- т. 51, вып. 1,- с. 134-140.

39. F.H. Sanchez, Y.D.Zhang, J.I. Budnick. Short-range order in a partially crystallized Fe0.86B0.i4 amorphous alloy: f comparison between spin-echo NMR and Mossbauer-effect studies // Phys. Rev B. 1988. - V. 38, № 12. - p. 85088510.

40. T. Shinjo, F. Itak, H. Takaki, Y. Nakamura, N. Shikagono. Mossbauer effect in Fe2B, FeB and Fe3C// J. Phys. Soc. 1964. - V. 19, № 7. - p. 1252.

41. L. Takacs, M.C. Cadeville, I. Vinze. Mossbauer study of the intermetallic compounds (Fe!xCox)2B and (FeixCox)B// J. Phys. F. 1975. - V. 5, №4.-p. 800-811.

42. W.K. Choo, R. Kaplow. The Distinctness of Magnetic Hyperfine Fields Associated with Structurally Unique Iron Sites in Fe3B// Metall. Trans. 1977. -V. 8A., №3. - p. 417-419.

43. G.L. Caer, J.M. Dubois. About the assymetries in Mossbauer spectra of magnetic amorphous transition metal metalloid alloy// Phys. Status Solodi. -1981. - V. 64, № 1. - p. 275-282.

44. H. Franke, U. Herold, U. Koster, M. Rosenberg, in Rapidly Quenched Metals III, editerby B. Cantor (Chameleon, London, 1978), p. 155.

45. Z.A. Samoilenko, V.D. Okunev, E.I. Puschenko, N.N. Pafomov, O.P. Cherenkov. Mesoscopic-Range Order in Amorphous BiPbSrCaCuO Films and Its Evolution during Crystallization // Inorg. Mater. 1996. - V. 32, № 3. - p. 322325.

46. A. Kolb-Telieps, U. Luft. Relations between structure and first-step crystallization of iron-metal-boron glasses // J. of Non-Crystalline Silids. 1989. -V. 109, № l.-p. 59-63.

47. A.M. Глезер, Б.В. Молотилов, В.П. Овчаров, O.JI. Утевская, Ю.Е. Чичерин. Структура и механические свойства сплавов Fe-Cr-B при переходе из аморфного состояния в кристаллическое // ФММ. 1987. - т. 64, вып. 6. -с. 1106-1109.

48. H.W. Bergmann, U. Brokmeier. Crystallization behaviour of Fe-B-Cr, Fe-B-Co and Fe-B-Ni alloys // Metal Science. 1982. - V. 16, № 4. - p. 191-196.

49. J. Kovac, L. Potocky, E. Kisdi-Koszo, A. Lovas, L. Novak. Low temperature magnetic properties of amorphous Fe-Cr-B alloys // Acta phys. Slov.1985. V. 35, № 4-5. - p. 240-244.

50. L. Novak, L. Potocky, E. Kisdi-Koszo, A. Lovas, J. Daniel-Szabo. Curie Temperature of Fe-Cr-B and Fe-W-B Metallic Glasses// Acta phys. Slov. 1985. -V. 35, №4-5.-p. 244-247.

51. K. Fukamichi, K. Shirakawa, T. Kaneko, T. Masumoto. Pressure Effect on the Curie Temperature and High-Field Susceptibility of FeCrB Amorphous Invar Alloy// J. Appl. Phys. 1982. - V. 53, № 3. - p. 2246-2248.

52. F.J. Kedves, M. Hordos, L. Potocy, E. Kisdi-Koszo, J. Kovac. Some structural aspects of magnetic properties and electrical resistance of amorphous FeCrB alloys // Phys. Stat. Solidi (a). 1987. - V. 103, № 1. - p. 273-280.

53. G.L. Whittle, A.M. Stewart, A.B. Kaiser. Magnetic and electrical properties of (FeTM)85B,5 (TM = Cr, Ni) metallic glasses // Phys. Stat. Solidi (a).1986.-V. 97, № l.-p. 199-211.

54. V. Franco, A. Conde, L.F. Kiss. Magnetocaloric response of FeCrB amorphous alloys: predicting the magnetic entropy charge from the Arrott-Noakes equation of state // J. of appl. Phys. 2008. - V. 104, № 9. - p. 033903-1033903-5.

55. S. Dey, U. Gorres, H.J.V. Nielsen, M. Rosenberg, M. Sostarich. Magnetic and Mossbauer investigation of amorphous Fe10o-y-xCryBx alloys // J. de Physique. 1980. - V. 41, № 8. - p. C8-678-C8-681.

56. S. Hatta, T. Egami. Temperature dependence of magnetization of amorphous Fe-B-Cr alloys// J. Appl. Phys. 1979. - V. 50, № B3. - p. 1589-1591.

57. J.J. Becker, F.E. Luborsky, J.L. Walter. Magnetic Anneal Anisotropy in Amorphous Alloys// IEEE Trans. Magnetics. 1977. - V. 12, № 2. - p. 953-956.

58. U. Guntzel, K. Westerholt. Magnetic hysteresis properties of metglasses from system (FeixCrx)85Bi5 close to the critical concentration for ferromagnetic long range order // JMMM. 1987. - V. 69, № 2. - p. 124-130.

59. D.M. Roy, D.G. Pettifor. Stoner Theory support for the two-gamma state hypothesis for J iron//J. Phys. 1977. - V. 7, № 7.-p. L183-L187.

60. C. Hargitai, L. Takacs. Internal Symp. Magnetism of amorphous Materials, Balatonszeplak, Central Research Institute for Physics, Budapest, 1985.

61. I.G. Batirev, J.A. Leiro, O.V. Basargin, M.A. Drozdova. Magnetic moment, electronic structure and thermal expansivity of invar amorphous alloys // JMMM. 1994,-V. 136, № 1,-p. 305-313.

62. S. Ishio, M. Takahashi, Z. Xianyu, Y. Ishikawa. On the invar effect of Fe-based amorphous alloys // JMMM. 1983. - V. 31-34, № 3. - p. 1491-1492.

63. A. M. Stewart, G.L. Whittle. The distribution of magnetic hyperfine fields in iron-based metallic glasses containing chromium // Rapidly quenched metals 1985, p. 553-556.

64. J. Gwiazda, E. Marianska, J. Oleniacz, M. Peryt, W. Zych. Magnetic properties of metallic glasses based on Fe-Cr from Mossbauer spectroscopy // Hyperfine Interactions. 1990. - V. 55, № 1-4. - p. 973-980.

65. G.L. Whittle, S.J. Campbell and A.M. Stewart. Effect of Cr and Ni substitution on the hyperfine parameters of Fe-B based metallic glasses // Hyperfine Interaction. 1983. - V. 16, № 1-4. - p. 739-742.

66. M.A. Дроздова, И.Н. Бытырев, А.Ф. Прокошин, В.Е. Махоткин В.В. Корытов. Магнитная и электронная структура аморфных сплавов Fe-M-B (М= Сг, Мп) // ФММ. 1986. - т. 28, №8. - с. 2486-2491.

67. М.А. Дроздова, A.M. Глезер, Ю.И. Красавин, А.А. Савин. Изменение магнитных свойств и структуры аморфных сплавов FeCrB в процессе кристаллизации // ФММ. 1989. - т. 67, вып. 5.-е. 896-901.

68. Ю.А. Пустов, Ю.В. Балдохин, Б.К. Опара, П.Я. Колотыркин, В.П. Овчаров, И.А. Кислогубов. О термической стабильности аморфного сплава Fe-Cr-B // ФММ. 1988. - т. 65, вып. 1.-стр. 159-167.

69. К. Ganesan, A. Narayanasamy, G. Konczos, Т. Nagarajan. Mossbauer effect study of the as-quenched, annealed and crystallized Fe85-xCrxBi5 metallic glasses//JMMM.-l992.-V. 116,№ 1-2.-p. 189-201.

70. Liebermann H.H., Graham C.D. Production of Amorphous Alloy Ribbons and Effects of Apparatus Parametrs on Ribbon Dimensions// IEEE Trans. Magn., V. MAG-12. -1976. № 6. - p.921-923.

71. Чечерников В. И. Магнитные измерения. М.:МГУ, 1969, 196 с.

72. Гюнтер X. Введение в курс спектроскопии ЯМР. Пер. с англ. М.: Мир, 1984

73. Чуев М.А. Мессбауэровские спектры квадрупольной сверхтонкой структуры в случае вращения главной оси тензора градиента электрического поля. // Письма в ЖЭТФ. 2005. - т. 82, вып.8. - с. 573-579.

74. Mossbauer R.L. Kernresonanzfluoreszenz von Gammasstrahlung in Jrl91.// Zeitschrift fur Phys. 1958,- Bd 151.-s. 124-143.

75. Вертхейм Г. Эффект Мессбауэра. М.: Мир, 1966, 172 с.

76. Овчинников В.В. Мессбауэровские методы анализа атомной и магнитной структуры сплавов. М.:Физматлит 2002, 256 с.

77. Собалев А.В., Пресняков И.А. Магнетизм и основы мессбауэровской спектроскопии. М.: МГУ, 2011, 88 с.

78. Panissod P., Durand J., Budnick J.I. Hyperfine Fields in Metallic Glasses // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 1982. - V. 199. - p. 99-114.

79. Русаков B.C. Мессбауэровская спектроскопия локально неоднородных систем. Алматы: Изд-во ин-та ядерной физики НЯЦ 2000, 430 с.

80. Русаков В. С. Восстановление функций распределения сверхтонких параметров мессбауэровских спектров локально неоднородных систем // Изв. РАН Серия физическая. 1999. -т.63, № 7. - с. 1389-1396

81. Крипякевич П.И. Структурные типы интерметаллических соединений. М.: Наука 1977, 155 с.

82. Глезер A.M. Аморфные и нанокристаллические структуры: сходства, различия, взаимные переходы. // Рос. Хим. Ж. 2002. - т. XLVI, № 5.-с. 57-63.

83. Глезер A.M., Молотилов Б.В. Структура и механические свойства аморфных сплавов. М.: Металлургия, 1992, 208 с.

84. Frollani G., Menzinger F., Sacchetti F. Magnetic-moment distribution in ferromagnetic Fe-Cr alloys // Phys. Rev. B. 1975. - V.l 1, № 5. - p. 2030-2035.

85. Mirebeau, M. Hennion, and G. Parette. First Measurement of Short-Range Order Inversion as a Function of Concentration in a Transition Alloy // Phys. Rev. Letters. 1984. - V. 53, № 7. - p. 687-690