Особенности теплового расширения и магнетизма быстрозакаленных сплавов железо-бор тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

р Л МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА,

ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И 3 , ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ' Г. ¡Л! ¡ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. ЛОМОНОСОВА

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи УДК 548:537.611.44

АРХИПКИН Леонид Александрович

ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ И МАГНЕТИЗМА БЫСТРОЗАКАЛЕННЫХ СПЛАВОВ ЖЕЛЕЗО-БОР

01.04.11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата физико-математических паук

МОСКВА 1992

Работа выполнена на кафедре магнетизма физического факультет

МГУ им. М.В.Ломоносова.

Научные руководители: кандидат физига-математических наук,

с.н.с. Г..М. Козлова, кандидат физико-математических наук, доцент В.Н. Прудаиков . :

Официальные оппоненты: доетор физико-математических наук,

профессор П.Н. Стедавко, кандидат физико-математических наук, с.н.с. Г.Е. Горюнов

Ведущая организация: ШШЧермет им И.П. Бардина.

¿о

Заажа состоится мсМ_1992. г. в _

ча

на заседании специализированного совета № 3 ОФТТ (К 053.05.77). Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова ' адресу: 119899 ГСП, Москва, Воробьевы горы, МГУ, физическ факультет, аудитория С-ФА .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физическс факультета МГУ. ' ^

Автореферат разослан 1992. г.

. Ученьи секретарь спе-излизированного совета Я1 3 0Ф17 (К 053.05.77) в МГУ им. М.В. Ломоносова

кандидат физико-математических наук л Г.М. Козл

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы данной работы определяется как потребностью прогрессивных промышленных технология в новых материалах с заданным сочетанием свойств, так и интересом фундаментальной науки к материалам нового поколения, какими • являются аморфные металлические сплавы.

I

Наиболее перспективными для технических приложения оказались аморфные сплавы переходных металлов с «вталлоидами, имеющие магнитные характеристики на • уровне кристаллических традиционных магнитных материалов, но более дешевые и технологичные.

Важность экспериментального исследования сплавов железо-<5ор в аморфном и кристаллическом состоянии определяется следующими причинами. Во-первых, эта бинарная ' системая может служить отправной точкой для исследования более сложных многокомпонентных систем. Во-вторых, аморфное состояние.в ней удается получить при малых концентрациях металлоида 9 ат.Ж в), что позволяет развить нетрадиционный подход к изучению магнетизма переходных металлов, в данном случае - железа. В-третьих, система Ге-в может служить для экспериментальной проверки пригодности развиваемых теоретических моделей аморфного состояния металлических сплавов. В-четверггых, аморфные сплавы Ре-в обнаруживают инварную аномалию теплового расширения и сложное магнитное поведение, взаимосвязь которых недостаточно изучена.

Цель работы заключалась в экспериментальном изучении теплового-расширения быстрозакаленных сплавов Ге-в и выяснении его связи с магнитными и другими физическими свойствами. Объектами исследования были быстроззкаленные из расплава в виде лент сплавы

Ре-в с составами, включающими область концентрационного перехода от кристаллического состояния к аморфному» а именно: мелкокристаллические сплавы с содержанием 9.9 и II.О ат.% в и аморфные сплавы с содержанием 12.2» 13.1» 14.4 и 18.1 ат.% в.

Научная новизна работы.

Получен _ новый комплекс экспериментальных данных аа быстрозакаленных сплавах Яе-В в серий прецизионных измерений о использованием различных методик: .

- измерения температурного коэффициента линейного расширения аа . кварцевс.,1 дилатометре с выносной тензометрической головкой с

использозанием импульсного метода нагрева,

«

- измерения квазистатической намагниченности на высокочувствительном автоматитзированном вибрационном магнитометре,

- измерения СВЧ-восприимчиэости и исследования ФМР на радиоспектрометре с частотой резонанса 9.24 ГГц.

Практическая значимость работы заключается в том, что по результатам исследований предложен механизм формирования комплекса магнитных- и тепловых свойств аморфных сплавов .

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной конференции по магнетизму Iсм-88 (Париж, 1988 г.), XVIII Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений (Калинин, 1988 г.). Всесоюзном симпозиуме "Физика аморфных магнетиков" (Красноярск, 1989 г.), V Всесоюзной конференции с международным участием "Аморфные прецизионные сплавы" (Ростов Великий, 1991 г.>, XIX Всесоюзной конференции по физике магнигных явлений (Ташкент, 1991 г.), а также на семинарах кафедры магнетизма физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в

8 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет страниц машинописного текста, включающих рисунков.

Библиографический список содержит работ.

'СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дана общая характеристика современного, состояния исследования аморфных сплавов, а также прикладные проблем применительно к сплавам Ге-В; сформулированы цели и задачи диссертации; обоснована актуальность темы; дано краткое описание диссертации по главам.

Первая глава посвящена обзору результатов, достигнутых в настоящее время при изучении атомной структуры сплавов Ге-в, изготавливаемых скоростной закалкой расплава в виде лент. Эта глава является базовой для понимания всех происходящих процессов в исследуемых сплавах. В начале первой главы приводятся данные об атомноа структуре в терминах функций радиального распределения. Далее изложены результаты исследования ближнего атомного порядка локальными методами. Особое внимание уделено метастабильным пересыщенным твердом растворам бора в железе. Затем • описываются изменения структуры аморфных сплавов при структурной релаксации и кристаллизации. Рассматривается неоднородности разного масштаба, наблюдаемые в исследуемых аморфных сплавах. Далее охарактеризованы наиболее распространенные модели аморфной структуры, предложенные для описания физических свойств исследуемых сплавов. В заключение главы приведены дэнкыо о химическом ближнем порядке в данных

сплавах и сделан общий вывод о наиболее вероятной для них атомной структуре.

Вторая глава представляет собой обзор результатов экспериментального изучения теплового расширения' быстрозакзленньпс сплавов Ге-в. Обращается внимание на возникающие сложности, связанные с формой образцов (тонких- лент), магнитоупругими взаимодействиями и процессами структурной релаксации. Охарактеризованы достоинства и недостатки различных методик измерения теплового расширения исследуемых . сплавов. Особо отмэч'.зтся трудно контролируемое влияние параметров быстрой

заката* на тепловое расширение сплавов. Большое внимание удалено

♦

проблеме ползучести быстрозакалэнных сплавов Яе-в при нагревании выше комнатной температуры.

В третьей главе описаны использованные в диссертации экспериментальные установки для исследования теплового расширения, 'намагниченности и СВЧ восприимчивости.

В первом раздела описана установка для измерения ТКЛР. В диссертации использовался кварцевый дилатометр, созданный на кафедре магнетизма физического факультета. Автор расширил диапазон рабочих температур до 310 "С. Особенностью методики измерения ТКЛР в настоящей работе был импульсный нагрев образца в нужной температурной точке*на лт«1 *С при медленном сканирующем нагреве в указанном интервале температур со скоростью »£.17 *С/мин. Рассматриваются погрешности измерений, факторы, мешающие измерениям и методы борьбы , с ними. Общая относительная ошибка измере ¡ия ТКЛР составляет 6-7Ж (на пределе чувствительности '1035). Чувствительность дилатометра к абсолютному удлинению равна 2 ем. Во втором разделе' описаН' вибрационный магнитометр, с помощью

которого измерялись полевые и температурные зависимости намагниченности. Чувствительность установки 2-10"э е.о.и.

В третьем разделе описана установка для исследования СВЧ , восприимчивости.

В четвертой главе приводятся результаты аттестации образцов. Образцы сплавов Fe-в с номинальным.содержанием бора 10, II,-12, 13, 14 и 17.5 ат.% были изготовлены в ЦНШЧермет им. И.П.Бардина методом закалки расплава на вращающийся медный диск.

В первом разделе приведены результаты .спектрального анализа образцов -на содержание бора и химического анализа- на содержание примесеа. В соответствии с этими результатами сплавы имеют следующие составы: F*90.lB9.9' Fe89.0B11.0- Fe87.8B12.2'

Fe88. 9В1Э. 1 • Fe85. 8B14. 4* Fe81. 9B18.1 *

Во втором разделе*приведены результаты рентгеновского анализа

фазового состава образцов. Сплавы Ге87 8В12 2* Fe8S 9Bi3 i'

Feeg бв14 4 и f&81 gB10 t оказались рентгеновски аморфными. Сплав

Feg0 jBg g оказался двухфазным, состоящим из a-Fe и

орторомбического борида o-Fe3B с решеткой цементита (Fe3c). Сплав

Fe0g 0B13L 0 оказался трехфазным. СОСТОЯЩИМ ИЗ a-Fe, 7-Fe и 0-Fe3B.

В третьем разделе-представлены кривые перемагничивания при

комнатной температуре и температурные зависимости намагниченности

исследуемых сплавов в магнитном полэ,, превышающем поле

технического насыщения (3 кЭ). По температурной зависимости

намагниченности изучены процессы кристаллизации аморфных сплавов

Fe-в. Результаты сопоставлены с литературными данными. В

заключение на основании проведенной аттестации образцов магнитным

методом сделаны вывода о их удовлетворительном качестве.

В пятой главе представлены результаты исследования ТКЛР

быстроЗЗКЗЯ&ШгХ сшгвов Fe100_xBx (х = 9.9, II, 12.2, 13Л, 14.4 и 18.1)t йзред проведением систематических измерении мы исследовали с помощью термодаклирования влияние 'структурной релаксации на ТКЛР и обнаружили его, начиная уже с комнатное темшраггуры. Для систематических измерения использовались неотожжеваш образцы сшавов Fe-a.

Температурная зависимость ТКЛР а<Т> исследуемых сплавов имеет немонотонный сложный характер и обнаруживает ряд максимумов и минимумов. У сплавов Fe87 8В12-2» Fe86.9B13.1» Ге85.вВ14.4' ' 9Bi8 i ЯРК0 выражена, инварная аномалия теплового расширения. ТКЛР сплавов Fe0g qbí1l 0 и Feg0 jBg Q не имеет инварноа. аномалии, его значения в этих сплавах близки к значениям ТКЛР кристаллического а-шлеза. Три характерных типа наблюдаемой зависимости а(Т) показаны на рис. I.

Некоторые характерные особенности зависимости а(Т) разный сплавов имеют, по-ввдимому, общее происхождение, т.к. похожи своий видом и имеют место при одних и тех же температурах.

У сплава Fe86 дв13 х наблюдается узкий (3 *С) положительный пик ТКЛР. с Максимумом, равным 25.1-10""® К-1 при 290 *С. Нй основании наших и литературных данных мы считаем, что эта аномалия в более размытом состоянии наблюдается в сплавах с концентрацией бора вблизи 12 ат.% в окрестности 230 *С, при концентрации бора 14-15 ат.% при 330 "С, в окрестности эвтектики - при 360 *С. Интерпретация этой аномалии дана в гл. 6.

Для сопоставления полученных результатов с литературными дэгаъми ш провели численное интегрирование кривых а(Т) методой трапеция. "Восстановленные" таким образом кривые дьД(Т> практически нечувствительны. к слабым аномалиям : теплового

. расширения уже при нашей существенно малой по сравнению с другими работами скорости сканирующего нагрева. При больших скоростях нагрева из-за динамических эффектов измерений их вообще невозможно заметить, чем и объясняются гладкие и плавные кривые относительного удлинения, полученные даже на дилатометрах с большой чувствительностью. Общий вид рассчитанных кривых дьД(Х) в целом согласуется с литературными данными. Для сплавов с 12.2, 13.1 и 14.4 эт.Ж в эти кривые показаны на рис. 2.

На кривых дьД(Т) сплавов с 12.2, 13.1 и 14.4 ат.ЗБ бора можно выделить четыре характерных участка в пределах аморфного состояния: уменьшение длины образца с ростом температуры, приблизительное постоянство длины образца, медленное и более быстрое увеличение длины образца с ростом температуры. Положение участка, соответствующего постоянству длины образца, на оси температур таково: 144-165, 180-222 и 155-243 *С, соответственно, 'для содержания бора в сплаве 12.2, 13.1 и 14.4 ат.Ж. Ширина этого участка увеличивается с ростом концентрации бора в сплаве. Границы указанных характерных участков для одного из сплавов отмечены на рис. 2.

В шестой главе приведены результаты магнитных измерений в переменных и постоянных магнитных полях.

В первом разделе представлены результаты изучения процессов квазистатического перемагничивания сплавов Рвюо-хвх = 9*9,' И.О. 12.2, 13.Г, 14.4 и 18.1). В эксперименте наблюдалось изменение СВЧ восприимчивости при наложении на образец г.ерем„.-ничиза»!дего квазистатического поля, меняющегося по закону • синуса с частотой 50 Гц. Частота резонатора радиоспектрометра, в который помещались образцу, 9.24 ГГц.

ФМР в исследуемых аморфных сплавах, наблюдаемый при ориентации внешнего магнитного поля в плоскости ленты и перпендикулярно к ней, лежит при значениях резонансного поля (Н * 800 Э), указывающих на неприменимость к этим сплавам модели однородного магнитного слоя.

Неоднородность магнитной структуры.сплавов неожиданно ярким образом нашла отражение в поведении СВЧ-восприимчивости в области пэремагничшания образца. Известно, что. в случае,, если перемагничивание некоторой области происходит, путем одностороннего вращения ее магнитного момента, то при квазист'тическом изменении внешнего магнитного поля при одновременном воздействии за .образец СВЧ-поля должен появиться сигнал, зависящий от хрштадда магнитного момента относительно внешнего перемагничивающего поля. Такой процесс имеет место при изменении внешнего магнитного поля в пределах JHJsHjç. где - эффективное поле одноосной магнитной анизотропии, присущей перемагничиваемой области. В быйтрозакаленных сплавах Fe-в действительно был обнаружен сигнал квазистатического перемагничивания (сигнал КСП). Для сплава Fe8e дв13 например, он существует в области |Н|560 Э (рис. 3).

Исключительно информативным оказалось изучение температурного поведения СВЧ-восприимчивости. Сигнал КСП при температуре 195 *С 'заметно сузился и существует в области ! HI £30 Э (рис. 3). При дальнейшем нагреве в центре наблюдаемого сигнала развивается новый сигнал, который остается после исчезновения первоначального сигнала. Этот второй сигнал КСП, более узкий в сравнении с первым, существует в области ]H|<10 Э, Существенным является тот факт, что полярность левой и правой частей второго сигнала противоположна полярности частей первого сигнала. С дальнейшим нагревом второй

сигнал КСП быстро .исчезает.

При охлаждении образца от температуры, немного превышающей температуру исчезновения второго сигнала КСП, магнитное состояние аморфных образцов обратимо. При охлаждении от температуры 500 "с происходит необратимая перестройка магнитной структуры в образце, т.к. первые два сигнала КСП не воспроизводятся.

Были измерены также температурные зависимости поглощения резонансного типа при параллельной и перпь вдикулярноа ориентации внешнего магнитного поля Н относительно плоскости ленты. При нагреве от комнатаой температуры ' "параллельная" и "перпендикулярная" ветви сходятся • в • поле Н=3300 Э, что соответствует значению фактора е=2 для магнитной фазы, дающей этот резонанс. При температуре "схождения" намагниченность этой фазы обращается в нуль, что соответствует температуре Кюри.

Исходный (первый) сигнал КСП в сплавах Ре-в связан с наличием областей ближнего магнитного порядка - магнитных кластеров. В каждом кластере спины скоррелированы ферромагнитным обменным взаимодействием, так что кластер обладает локальным спонтанным магнитным моментом и локальной магнитной анизотропией. Наблюдаемый сигнал является интегральным по всем кластерам образца. Таким образом, его протяженность по полю дает информацию о пределах разброса значений локальных полей анизотропии. Его амплитуда равна производной по полю мнимой части магнитной восприимчивости <»х'у<5н, пропорциональной поглощению СВЧ энергии.

Появление второго сигнала КСП мы связываем с перемагничиванием антиферромагнитной . области, когда ось анизотропии совпадает с осью антиферромагнетизма. При этом в пола равном полю анизотропии, происходит спин-флоп. Функции х"<11 >

соответствует срэиззодаая в вида сигнала КСП, аналогичного первому» но противоположной полярности.

Выше температуры исчезновения второго сигнала КСП наблюдался третий сигнал КСП той же полярности, что и первый, от ферромагнитных кластеров, существующих при этих температурах.

Во втором раздел» приведены температурные зависимости ■ намагниченности, измеренные в статическом режиме в слабых

I

магнитных долях, аморфных сплавов Fe100_xBx (x=I2.2, I3.It> 14.4, 18.1) и «ежокристадлического сплава с х=9.9 в процессе нагревания до 800 'с ш последующего охлаждения.

Исследования температурной зависимости намагниченности в слабых махшпиых полях были необходимы по трем причинам. Во-первых, в литература практически отсутствуют данные о таких исследованиях быстрозакаленных сплавов Fe-в. Во-вторых, необходимо было приблизить условия проведения магнитных исследования к условиям измерения ТКЛР. В-третьих, изучая магнитную структуру магнитометрически! .методом, (Следовало по вбзможности уменьшить ее искажение внешним .'машитнш лолем.

Для исследований .было выбрано магнитное поле из диапазона Hc«H<Hs (Нс - коэрцитивная лила, Нт - поле насыщения) и исследованы различия температурных зависимостей намагничености одних и тех же сплавов Fe-iB в сильных (Н>№) и слабых полях как в . аморфном состоянии, так и в ¿процессе кристаллизации.

Приведены кривые о(Т) мелкокристаллического сплава Fego jBg g -при нагреве до « 600 'С и охлаждении, полученные в полях Н=32, 128, 838 и 2000 Э. В полях . .32 и 128 Э намагниченность с температурой растет, проходит через максимум и уменьшается. В слабом поле хорошо видны необратимое поведение намагниченности и

гистерезис точки Кюри.- Однако магнитное поле Н>800 Э подавляет состояние сплава, обладающее необратимостью, а также гистерезис 'точки Кюри. В слабых магнитных полях сплав ведет себя не как ферромагнетик, а как типичное кластерное спиновое стекло * в котором магнитное упорядочение в кластере является ферромагнитным.

Детально рассмотрено поведение температурной зависимости намагниченности в аморфных сплавах (х = 12.2, 13.1, 14.4 и 18.1).

НаиЗолее важные изменения, появиьяиеся в зависимости а<Т) при уменьшении магнитного поля, таковы:, во-первых, температурная зависимость о(Т) стала существенно немонотонной, в ней появились участки с положительным значением температурной производои (<1а/(1Т>0). ■ •

Во-вторых, во всех сплавах при температурах значительно ниже температуры Кюри Гс обнаружено магнитное превращение, в результате, которого намагниченность резко падает практически до нуля.

Как видно из рис. 4, где для примера приведена зависимость о(Т) для сплава ге88 дв13 г, для этого магнитного превращения характерен огромный гистерезис необычного вида. Кривая охлаждения не повторяет кривую нагрева. При этом температура магнитного превращения при охлаждении оказывается значительно выше, чем при нагреве. В температурной зависимости наблюдается широкий размытый максимум.

В сплаве Ре88 йв13 1 в очень узком интервале температур, расположенном мевду точками магнитного превращения нагреваемого и охлаждаемого сплава, происходит изменение магнитного состояния системы, что проявляется в сингулярном поведении температурной зависимости намагниченности (рис. 4).

С целью идентификации магнитного состояния аморфных сплавов

изучалось влияние предостории на магнитные свойства, как это принято в практика исследования неэргодических систем... Изучалось Поведение намагниченности В СОСТОЯНИЯХ 2FQ (zero field quenched), 2FC (zero field cooled) И FC (Held cooled).

Полученные результаты магнитных исследований в постоянных и переменных магнитных полях интерпретируйтся в предположении, что магнитное состояние быстрозакалевных аморфных сплавов при комнатной температуре представляет собой анизотропное по происхождению кластерное спиновое стекло.

Однако в аморфных сплавах, в отличие от мелкокристаллических, магнитные кластеры с температурой сами претерпевают существенные изменения. В них происходят последовательные неоднократные смены типа спиновых корреляций (ферромагнитных и антиферромагнитных).

В седьмой главе экспериментальные зависимости ТКЛР и дьД обсуждаются с привлечением данных о температурных зависимостях намагниченности сплавов в слабых магнитных полях, а также данных изучения резонансного и нерезонаисного поглощения электромагнитной энергии при квазистатическом перемагничивании.

Предлагается модель атомной и магнитной структуры исследуемых аморфных сплавов Fe-в, позволяющая с единых -позиций объяснить совокупность полученных экспериментальных данных.

Основные положения модели сводятся к следующему. Структура аморфных сплавов Fe-в описывается совокупностью кластеров, погруженных в магрицу.

■Матрица представляет собой случайную плотную упаковку атомов ;Fe с металлической связью, осуществляемой только внешними s-электронами. Существенно,, что d-оболочки атомов Fe не ■ -.перекрываются. Электронная .конфигурация атомов - 3da4sz,

¿-электроны находятся в состоянии с симметрией спины их

скомпенсированы, так что атомы железа в матрице находятся в немагнитном состоянии.

Кластеры представляют собой области ближнего атомного порядка атомов железа, организованных по типу твердого раствора 7~Ре<В) с атомом бора в позиции внедрения или замещения в зависимости от состава сплава. Кластер центрирован атомом бора и есть по существу область локальной деформации. Локальная деформация максимальна в центре кластера и спадает к периферии, что обуславливает оболочечную структуру кластера.

Атомы .'е в кластерах имеют металлическую связь, осуществляемую не только но и За-элекгронами. Электронная

конфигурация атомов - 3<174з*. Магнитный момент атомов Ге определяется коллективизированными Зд-электронами, имеюяг'ми симметрию и -электронами. #

Принципиальна, что кластер имеет сложную магнитную структуру: обменное взаимодействие атомов железа, принадлежащих к соседним оболочкам, изменяется от ферромагнитного на периферии к антиферромагнитному в центре кластера.

С увеличением температуры кластеры как бы постепенно •"раздеваются": атомы Ге, начиная с внешних оболочек, переходят из магнитного состояния За7451 в немагнитное состояние За"^2. вызывая наблюдаемые особенности температурных зависимостей теплового расширения и намагниченности.

В заключении указывается, что настоящее исследование быстрозакаленных сплавов Ге-в носит комплексный характер. В ходе него проведены измерения на большом количестве * образца? быстрозакаленных сплавов Ре-в. Изучалось тепловое расширенно эта*

сплавов, а также магнитные свойства в постоянных и переменных магнитных полях различной величины. Привлекались также результаты проведенных на этих образцах исследований электрического и холловского сопротивления, рентгенострукгурных и

электрономикроскопических исследований, эффекта Мессбауэра.

Основные результаты и выводы диссертации.

1. Отработана нетрадиционная импульсная методика измерения • температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) образцов в

виде тонких лент в области температур до 310 *С. .

2. Определена температурная зависимость температурного ' коэффициента линейного расширения, статической намагниченности в полях выше и ниже магнитного насыщения, СВЧ-восприимчивости и ферромагнитного резонанса в сплавах Геюо-хВх' полученных скоростной закалкой расплава, в области концентрационного перехода от кристаллического состояния к аморфному.

Показано, что сплавы с х = 9.9 и х = II.I являются мелкокристаллическими, а сплавы с х = 12.2, X = 13.1, х =» 14.4 и X =18.1 - аморфными.

3. Установлено, что в аморфных сплавах, в отличие от мелкокристаллических ярко выражен основной инварныа эффект. У дозвтектаческих сплавов <х = 12.2, 13.1, 14.4) имеется широкая температурная область, в которой значения ТКЛР не превышают величины ±1-10"а К-1. ТКЛР заэвтектического сплава (х = 18.1)

положителен и уменьшается с ростом температуры в исследованном интервале от 4.5 до 2.5- 10"а К"1.

Впервые экспериментально наблюдалось, что температурная зависимость ТКЛР быстрозакаленных сплавов Гв-в имеет немонотонный, осциллирующий характер ("рябь").

У доэвтекгических сплавов в пределах аморфного состояния (обнаружены четыре характерные температурные области, отличающиеся величиной и знаком средаего ТКЛР: ^<0, аг*0, аэ>0, а4»а3.

Обнаружено, что сплав Ге0а 0в1Э г при температуре Кюри Тс 290 *С имеет аномалию температурной зависимости ТКЛР в виде острого максимума (а « 25-10"* К"1).

4. Впервые в изучаемых сплавах Ге-в при квазистатическом перемагничивании помимо ферромагнитного резонанса, наблюдаемого в высоких магнитных полях, обнаружено нерезонансное поглощение энергии СВЧ-поля в слабых магнитных полях. Появление СВЧ-сигнала в .слабом поле доказывает существование областей ближнего магнитного порядка - магнитных кластеров.

Показано, что нагревание образца в пределах аморфного состояния сопровождается неоднократным изменением формы сигнала квазистатического перемагничивания, что является однозначным •указанием на изменение с температурой типа спиновых корреляций в магнитных кластерах.

5. Показано, что исследованные быстрозакаленные сплавы Ге-п проявляют свойства, близкие к классическому фзрромагнетизму, лишь в магнитных полях порядка нескольких десятков килоэрстед. В состояниям, возбужденном слабым магнитным полем, сплавы проявляет свойства, типичные для кластерных спиновых стекол с характерны":и

е

необратимыми явлениями, отражающими неэргодическую природу магнитного состояния типа спинового стекла.

Обнаружено, что в мелкокристаллических сплавах неэргодическое поведение подобно тому, которое"наблюдается в типичных кластерных спиновых стеклах с ферромагнитным типом спиновых корреляций в магнитных кластерах. В аморфных сплавах,проявление неэргодичности

носит своеобразный характер, свидетельствующие о специфической

(

организации спиновой системы магнитных кластеров.

6, Предложена оригинальная модель формирования магнетизма и инварйаго аффекта йыотразакаленных аморфных сплавов Fe-в. .

Осщовша результаты диссертации изложены в следующих работах:

1. В.Е.Раде, О.А.Сорокина. Л.А.Архипкин, Е.Ю.Сумароков. Тепловое расширение аморфных сплавов на основе железа в интервале 4.2-300 К. Вестник МГУ, 1889, сер. 3, т. 30, КЗ, с. 57-63.

2. 7.1.Rode, S.A.Sorokina, L.A.Arkhlpkin, V.A.Ignatchenko. Thermal expansion oí Ге-Ьазе amorphous alloys In the temperature range 4.2-300 К (the coexistence of Ierro- and antiferromagnetlc components). J. de Phys., 1988, Colloque C8, Suppl. au n* 12, T. 49, P. C8-1303 - C8-1304.

3. Л.А.Архипкин, Р.В.Гинкул, Т.М.Козлова, В.И.Козлов, В.Н.Прудников, Эль-Муалля С. Тепловое расширение, магнитный момент и ФМР аморфных сплавов Fe-B при низких температурах. Тезисы докл. Всесоюзн. симп. "Физика аморфных магнетиков", Красноярск, 1989, с. 28.

4. В.Е.Роде, Л.А.Архипкин, Е.Ю.Сумароков, М.И.Эпов, Эль-Муалля С. Тепловое расширение аморфного сплава на основе железа в

температурном интервале 4.2-300 К. Тезисы докл. XVIII Всесоюзн. конференции по физике, магнитных явления, Калинин» 1889, с. '664-665.

5. В.Н.Прудников, Т.М.Козлова, Е.А.Кириллова, Л.А.Архйпкин, Р.В.Гинкул, В.В.Пенкин, В.В.Платонова. Спиновое стекло в быстрозакаленных. микрокристаллических, сплавах железо-бор и марганец-галлий. Тезисы докл. V Всесоюзн. конференции с международным участием "Ал.;рфные прецизионные сплавы: свойства, технология, применение". Ростов Великий, 1991, с. 110. в. Л.А.Архипкин, Т.М.Ксзлоаа, В.Н.Прудников. Прецизионные измерения температурного коэффициента линейного расширения • быстрозакаленных аморфных лент железо-бор. Там же, с. 118-119. '

7. В.И.Козлов, Т.М.Козлова, В.Н.ПрудникоВ» Л.А.Архипкин, Эффекты ближнего магнитного порядка в аморфных Лентах Ге-В три исследовании СВЧ-восприимчивости. Там же, с. 108-109.

8. Т.М.Козлова, В.Н.Прудников, В.И.Козлов, Л.А.Архипкин. Новоэ о магнетизме и инварной аномалии аморфных сплавов Ге-В. Тезисы докл. XIX Всесоюзн. конференции по физике магнитных явлений, ТашкеНТ, 1991, ч. 3. с. 304.