Влияние температуры и упругих деформаций на магнитоимпеданс аморфных и нанокристаллических магнитомягких лент тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

На правах рукописи

Букреев Дмитрий Александрович

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И УПРУГИХ ДЕФОРМАЦИЙ НА МАГНИТОИМПЕДАНС АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАГНИТОМЯГКИХ ЛЕНТ

01.04.11 — Физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 О НОЯ 2011

Екатеринбург — 2011

4859265

Работа выполнена на кафедре физики ФГБОУ ВПО "Восточно-Сибирская государственная академия образования".

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

кандидат физико-математических наук, доцент

Семиров Александр Владимирович

доктор физико-математических наук, Ринкевич Анатолий Брониславович

кандидат физико-математических наук, доцент

Катаев Василий Анатольевич

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО "Воронежский государственный технический университет"

Защита состоится 24 ноября 2011 года в 15 часов на заседании диссертационного'совета Д 212.286.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» по адресу: 620000, г. Екатеринбург, пр. Ленина, д. 51, комн. 248.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Автореферат разослан октября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук старший научный сотрудник

Н.В. Кудреватых

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Исследование магнитомягких аморфных и нанокристаллических сплавов на основе кобальта и железа является одним из актуальных направлений физики магнитных явлений. Интерес к данным материалам вызван уникальным сочетанием их свойств, таких как малая коэрцитивная сила, высокие знаг чения магнитной проницаемости и намагниченности насыщения, малые потери на перемагничивание. Данные характеристики определили применение аморфных и нанокристаллических сплавов в качестве сердечников трансформаторов, в импульсных источниках питания, в электродвигателях с высоким кпд, системах магнитной записи и т.д.

Особый интерес представляет исследование электрического импеданса данных материалов. Учитывая высокие значения магнитной проницаемости аморфных и нанокристаллических сплавов на основе переходных металлов и их исключительную магнитную мягкость, можно ожидать повышенную чувствительность импеданса данных материалов к. факторам внешней среды, вызывающим изменение их магнитной проницаемости. Обнаружена высокая чувствительность электрического импеданса данных материалов к изменению внешнего магнитного поля, что открыло широкие перспективы их использования в качестве чувствительных элементов датчиков магнитных полей [1-3]. Это явление было названо магнитоимпедансным эффектом. Также имеются сведения о чувствительности импеданса к механическим напряжениям (стрессимпедансный эффект) и температуре [4]. Несмотря на достаточно большое число работ, посвященных изучению этих эффектов, комплексных исследований совместного влияния магнитного поля, механических напряжений и температуры на импеданс магнитомягких материалов практически не проводилось.

Следует упомянуть, что, изучая поведение импеданса аморфных и нанокристаллических сплавов во внешнем магнитном поле и под действием механических напряжений, можно получить сведения об особенностях магнитной анизотропии, оценить величину и знак константы магнитострикции насыщения. Таким образом, магнитоимпедансный и стрессимпедансный эффекты выступают как дополнительные инструменты исследования магнитных свойств материалов. Изучая температурное изменение импеданса, магнито-и стрессимпедансных эффектов, можно получить информацию о температурном поведении магнитных свойств, которую часто затруднительно получить другими методами.

Из всего вышесказанного можно заключить, что изучение импеданса амор-

фных и нанокристаллических сплавов в присутствии таких внешних факторов, как магнитное поле, механические напряжения и температура является одним из актуальных направлений исследования в физике магнитных явлений как с прикладной, так и с фундаментальной точек зрения.

Цель работы

Установление закономерностей поведения импеданса аморфных фольг на основе кобальта и нанокристаллических фольг на основе железа под воздействием температуры, механических напряжений и магнитного поля.

Основные задачи:

1. Разработать экспериментальные методики для изучения влияния магнитного поля, механических напряжений и температуры на импеданс аморфных и нанокристаллических лент.

2. Изучить влияние температуры на магнитоимпедансный эффект в упруго-деформированных лентах аморфного сплава Р^Со^Мо^ЗЦ^Вц.

3. Изучить связь температурного изменения импеданса нанокристаллических лент, сплавов Ре7з158116,5В6КЬзСи1 и Регз^З^з^ВэМЬзСщ и особенностей их магнитной анизотропии.

4. Изучить совместное влияние механических напряжений и температуры на импеданс нанокристаллических лент сплавов Ре^б^б.бВбКЬзСи! и Ре7з15-Зиз.БВдМЬзСи! с наведенной поперечной анизотропией.

Объекты исследования:

• аморфные ленты сплава Ре^СоетМо^ЗЦо^Вп;

• нанокристаллические ленты сплавов Ре^ЗЦ^ВбМЬзСи! ВэМЬзСих с различной величиной наведенной анизотропии.

Научная новизна и результаты, выносимые на защиту:

1. Обнаружено, что при изменении температуры изменяется характер влияния упругих деформаций на магнитоимпеданс аморфных лент Рс1Сое7Мо115-ИхадВи. Предложена и экспериментально подтверждена модель, объясняющая обнаруженные закономерности температурным изменением знака константы магнитострикции.

2. Предложен и апробирован на примере аморфных и нанокристаллических магнитомягких сплавов метод определения значений константы магнитострикции насыщения материала, исходя из зависимостей импеданса от напряженности внешнего магнитного поля и механических напряжений.

3. Обнаружено, что наведение в ходе термомагнитной обработки компоненты поперечной магнитной анизотропии в нанокристаллических лентах ^3,5-ЗЦб.бВбГМэзСи! приводит (на частотах переменного тока от 0,5 до 50 МГц при температурах от 297 К до 433 К) к переходу от температурной зависимости импеданса, имеющей максимум, к зависимости импеданса, монотонно убывающей с ростом температуры.

4. Установлено, что температура оказывает различное влияние на импеданс, магнито- и стрессимпедансный эффекты в лентах сплавов Ре?з,58116, бВбИЬз-Сщ и Ре7з15811з15В9Р*ЬзСи1. Предложена модель, предполагающая, что различное влияние температуры на импедансные свойства указанных сплавов обусловлено более выраженной дисперсией магнитной анизотропии в лентах Реуз^ЗЦб.аВо^зСч! по сравнению с лентами Ретз^З^з^ВдКЬзСиь

Практическая ценность:

1. Обнаружено, что упругие деформации значительно повышают чувствительность импеданса аморфных лент Ре^СобтМо^Зцб.бВц к температуре, которая достигает 3%/К, что может быть использовано при разработке датчиков температуры.

2. Обнаружена высокая чувствительность импеданса нанокристаллических лент Ре7з,53116,бВбИЬзСи! и Реуз^п^ВэГ^ЬзСи! к механическим напряжениям, достигающая 2%/МПа, что позволяет рассматривать данные сплавы как перспективные материалы для создания датчиков деформаций.

3. Обнаружены существенные температурные изменения магнитоимпеданс-ного эффекта нанокристаллических лент Ре^З^б^ВеГ^ЬзСи! и Реуз^Цз^Вд-МЬ3Сиь достигающие 40%, что необходимо учитывать при разработке маг-нитоимпедансных датчиков магнитного поля, работающих в широких температурных дипазонах.

Достоверность

Представленные в работе экспериментальные исследования были проведены с использованием современных и апробированных методик на высокоточных приборах и установках. Компьютерное моделирование выполнено с помощью сертифицированного лицензионного программного обеспечения. Результаты, представленные в диссертации, не противоречат имеющимся экспериментальным и теоретическим данным других исследователей, опубликованными в открытой печати.

Апробация

Материалы диссертационной работы были представлены на 13 научных конференциях: XV Республиканская научная конференция аспирантов, магистрантов и студентов «Физика конденсированного состояния» (Гродно, Бе-

ларусь, 2007); Moscow International Symposiutn on magnetism (Moscow, 2008); III Байкальская международная конференция «Магнитные материалы. Новые технологии» (Иркутск, 2008); Третья Всероссийская конференция по на-номатериалам НАНО-2009 (Екатеринбург, 2009); XXI Международная конференция «Новое в магнетизме и магнитных материалах» (Москва, 2009); Всероссийская Байкальская конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по наноструктурным материалам (Иркутск, 2009); Юбилейная X Всероссийская молодежная школа-семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества (Екатеринбург, 2009); Пятая Российская научно-практическая конференция «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург, 2009); International Conference and Seminar on Micro/Nano Electron Devices EDM'2010 (Erlagol, 2010); IV Euro-Asian symposium "Trends in magnetism": Nanospintronics (Ekaterinburg, 2010); IV Байкальская международная конференция «Магнитные материалы. Новые технологии» (Иркутск, 2010), Recent Trends in Nanomagnetism, Spintronics and their Applications (Ordizia, Spain, 2011), Moscow International Symposium on Magnetism (Moscow, 2011).

Публикации и личный вклад автора

По теме работы было опубликовано 7 статей в ведущих научных рецензируемых журналах, определенных Высшей Аттестационной Комиссией, 2 статьи в зарубежных журналах, 4 статьи в сборниках с ISBN, 11 тезисов докладов.

Все основные результаты были получены лично автором. Выбор направления исследования, формулировка задач и обсуждение результатов проводились совместно с научным руководителем. Исследования структуры и магнитных свойств лент Fe73,5Sii6,5B6Nb3Cui и Fe73,5Sii3,5BgNb3Cui были выполнены соавторами работ в Уральском государственном университете и в Институте физики металлов УрО РАН (Екатеринбург). Исследования структуры сплава Fe4Co67Moii5Sii6,5Bu проведены в Институте геохимии СО РАН (Иркутск). Исследования влияния магнитного поля, упругих деформаций и температуры на импеданс лент сплавов FeiCooyMoi^Sii^sBn, Feya^Siie.sBe-NbeCui и Fey.^sSi^sBgNbjCui, изучение температурного изменения их магнитных свойств, измерения магнитострикции выполнены в Лаборатории физики магнитных явлений Восточно-Сибирской государственной академии образования (Иркутск).

Работа была поддержана грантами Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проекты №05-08-18063-а, №07-08-05037-мтб и №09-08-00406-а) и Правительством Российской Федерации (специальная государственная стипендия, приказ Министерства образования и науки РФ №1581 от 15.10.09)

Структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов и списка цитируемой литературы. Объем работы составляет 142 страницы, включая 57 рисунков и 2 таблицы. В списке литературы приведено 173 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе в реферативной форме изложены основные результаты обзора публикаций по исследованию магнитоимпедансных свойств аморфных и нанокристаллических сплавов на основе кобальта и железа. Показано, что причиной высокой чувствительности электрического импеданса аморфных и нанокристаллических лент к внешнему магнитному полю и механическим напряжениям является большая магнитная проницаемость и магнитная мягкость данных материалов [1, 2]. В настоящее время проведено достаточно большое число исследований, посвященных изучению влияния внешнего магнитного поля на импеданс, изучены особенности изменения импеданса под действием механических напряжений. Результаты исследований открывают широкие перспективы для разработки датчиков внешних воздействий, в которых в качестве чувствительного параметра используется импеданс [3]. Важным моментом при разработке датчиков внешних воздействий является определение диапазонов их термостабильности. Однако при исследовании импеданса в магнитомягких материалах лишь в небольшом числе работ изучаются и обсуждаются температурные зависимости импеданса [4]. В еще меньшей степени исследуется влияние температуры на импеданс проводников планар-ной геометрии.

Во второй главе рассматриваются разработанные нами экспериментальные методики исследования комплексного влияния магнитного поля, механических напряжений и температуры на импеданс магнитомягких лент. В частности представлен автоматизированный комплекс магнитоимпедансной спектроскопии на базе прецизионного анализатора импеданса Agilent 4294А, позволяющий проводить исследования импеданса в диапазоне частот до 100 МГц при силе переменного тока от 200 мкА до 20 мА. При этом напряженность магнитного поля может достигать 12 кА/м, механические напряжения — 300 МПа, температура — 450 К. Обращается внимание на необходимость учета теплового расширения образца и измерительной ячейки при проведении температурных исследований импеданса аморфных и нанокристаллических магнитомягких материалов. Кроме того, во второй главе рассматриваются методики исследования магнитного гистерезиса, температурного изменения магнитострикции, структуры образцов и их сопротивления на постоянном токе. Во всех экспериментах по исследованию магнито- и стрессимпедансных эффектов внешнее магнитное поле Я и механические напряжения а прикладывались вдоль длинной стороны образца соосно с переменным током.

В третьей главе рассматривается и обсуждается влияние магнитного поля Я и температуры Т на магнитоимпеданс упругодеформированных магни-томягких аморфных лент сплава Р^СобтМо^БЬб.йВп (коммерческий сплав Уйгоуас® 60252), полученных быстрой закалкой из расплава на вращающийся барабан.

(1)

а) б)

(2)

а) б)

Рис. 1: Зависимости импеданса Z лент Ге^оетМо^Зщ^Вц от величины внешнего магнитного поля Я на частоте переменного тока 10 МГц. (1) — ОЛН образца ориентирована перпендикулярно его длине. (2) — ОЛН образца ориентирована вдоль его длины. Зависимости Z(H) получены при величине растягивающих напряжений: 1 — 0 МПа; 2 — 98 МПа; 3 — 176 МПа; 4 — 255 МПа. Внешнее магнитное поле, растягивающие напряжения и переменный ток приложены вдоль длины образца. Температура образцов составляла: а) 293 К; б) 383 К.

В ходе исследований было обнаружено, что существует два температурных диапазона (293 - 363) К и (363 - 403) К, в каждом из которых механические напряжения оказывают качественно различное влияние на вид магни-тоимпедансной зависимости £(Я) (рис.1). В случае лент с поперечной ОЛН, в первом температурном диапазоне приложение механических напряжений не приводит к заметным изменениям вида зависимостей Z{H) (рис.1, (1), а).

Во втором температурном диапазоне приложение механических напряжений приводит к тому, что возрастающий участок на зависимостях Z(H) становится менее выраженным и при некотором значении ст полностью исчезает (рис.1, (1), б, кривая 4). Также с ростом сг происходит смещение максимума на зависимостях Z(H) в область меньших значений магнитных полей.

В случае образцов с продольной OJIH в первом температурном диапазоне приложение растягивающих напряжений приводит к появлению возрастающего участка на зависимостях Z(H), при этом поле максимума возрастает (рис.1, (2), а). Во втором температурном диапазоне приложение растягивающих напряжений не приводит к появлению возрастающего участка, характер зависимостей Z(H) не изменяется (рис.1, (2), б).

Таким образом, из проведенных исследований следует, что при температуре около 360 К изменяется характер влияния механических напряжений на зависимости импеданса от внешнего магнитного поля.

Исследования температурного изменения начального импеданса^ (импеданс в нулевом магнитном поле) и магнитоимпедансного эффекта ( AZ/Z)h, max показали, что в присутствии механических напряжений вблизи 360 К эти величины демонстрируют значительное температурное изменение (рис. 2). Анализ экспериментальных зависимостей показал, что это невозможно объяснить температурным изменением намагниченности и магнитной анизотропии.

а) б)

Рис. 2: Температурные зависимости начального импеданса Zй (а) и магнитоимпедансного эффекта (Д2/2Г)я,77шх (б) аморфных лент Ре^ОбтМо^БЬб.бВи в диапазоне частот переменного тока от 0,5 МГц до 10 МГц. Заполненные маркеры соответствуют зависимостям, полученным в отсутствие внешних механических напряжений, пустые маркеры — при воздействии растягивающих напряжений 255 МПа. ОЛН образца ориентирована перпендикулярно его длине.

С целью объяснения установленных закономерностей было рассмотрено поведение намагниченности лент Р^СоетМо^ЗЬб^Вц под действием упругих растягивающих напряжений и внешнего магнитного поля, считая, что

они имеют полосовую доменную структуру [5]. На высоких частотах переменного тока, перемагничивающего доменную структуру вклад в магнитную проницаемость щ процессов смещения доменных границ незначителен и его можно не учитывать. С учетом этого, в рамках модели однородного вращения намагниченности можно получить следующие выражения, характеризующие равновесное положение намагниченности:

1) ОЛН направлена перпендикулярно длине образца:

где К — константа одноосной анизотропии, у> — угол отклонения вектора намагниченности от ОЛН, Мв — намагниченность насыщения.

Поскольку экспериментальные зависимости хорошо согласуются с моделью поведения намагниченности под действием растягивающих напряжений при А5 < 0 для температур ниже 363 Кис моделью поведения намагниченности при > 0 для температур выше 363 К, из проведенных выше рассуждений следует, что смену характера влияния механических напряжений на зависимости Z(H), происходящую при температуре около 360 К, можно объяснить изменением знака константы магнитострикции с отрицательного на положительный.

Данная модель была проверена при исследовании температурной зависимости константы магнитострикции с помощью метода ЭАМИ.

Константа магнитострикции Л8, измеренная методом малоуглового вращения намагниченности (БАМЯ), при комнатной температуре имеет значение около —2,9 ■ 10"7. При повышении температуры наблюдается уменьшение абсолютного значения Л8 и вблизи температуры 360 К она становится равной нулю (рис.3). При дальнейнейшем повышении температуры она принимает положительные значения.

Таким образом, исследование температурной зависимости константы магнитострикции с помощью метода БАМ!! подтверждает модель влияния температуры на магнитоимпеданс упругодеформированных лент, предполагающую изменение знака константы магнитострикции при температуре около 360 К.

Далее была показана возможность определения константы магнитострикции исходя из зависимостей импеданса от внешнего магнитного поля и механических напряжений. В рамках модели однородного вращения намагниченности было получено следующее выражение для расчета константы магнитострикции насыщения:

(:2К - ЗЛ5сг) sin v = /¿оМ„Н 2) ОЛН ориентирована вдоль длины образца:

(2К + 3Ascr) cos iр = -цоМ,Н

(1)

(2)

IM)MSHP

где Нр — магнитное поле, соответствующее максимуму на магнитоимпеданс-ной зависимости при <т = 0; ар — механические напряжения, соответствующие максимуму на стрессимпедансной зависимости при Я = 0. Температурная зависимость AS) рассчитаннная по этой формуле приведена на рисунке 3 (круглые маркеры). Значения Яр и ар находились из экспериментальных зависимостей Z(H) и Z(a), соответственно. Как видно из рисунка, полученная зависимость достаточно близка к зависимости, измеренной методом SAMR, что позволяет говорить о возможности использования данного подхода для определения константы магнитострикции насыщения и ее температурной заг висимости. При этом было показано, что данный подход исключает влияние геометрических параметров образца.

С учетом смены знака А„ становится понятным появление резкого возрастающего участка на зависимости Z0(T), полученной в присутствии механических напряжений (рис.2). Когда магнитострикция отрицательна, растягивающие напряжения приводят к перпендикулярной ориентации намагниченности. Поперечная проницаемость при этом минимальна. При смене знака магнитострикции механические напряжения приводят к повороту намагниченности в продольном направлении, вызывая рост проницаемости и импеданса. Отметим, что варьируя состав сплава, подвергая его термообработкам, можно в широких пределах изменять температуру, при которой происходит смена знака магнитострикции [6]. Таким образом, можно задавать диапазоны температур, в которых нужно получить высокую температурную чувствительность импеданса упругоде-формированных лент, что имеет большое значение при создании специализированных датчиков температур.

В четвертой главе рассматривается влияние температуры, растягивающих механических напряжений и внешнего магнитного поля на импеданс нанокристаллических лент сплавов Feys^Siie^zBg^NbaCui (х = 0; 3), прошедших термообработки в магнитном поле и без магнитного поля (Табл. 1). Рентгеновскими и электронномикроскопическими методами было зафиксировано формирование нанокристаллического состояния со средним размером кристаллитов около 10 нм. Из картины микродифракции было установлено, что нанокристаллиты в основном представлены фазами a-Fe (твердый раствор) и FeaSi, упорядоченной по типу DO3.

Рис. 3: Температурная зависимость константы магнитострикции насыщения аморфного сплава П^СобгМо^Знб.пВц. Квадратные маркеры — измерения методом БАМЕ, круглые — расчет из выражения (3).

Таблица 1: Особенности термообработки лент составов Ре^Зцб.йВбГ^ЬзСи! и Ре7з,55цз,5ВаКЬзСи1. __

Вид термообработки Условия отжига

ТО 793 К, 1 час, без магнитного поля

ТМО 793 К, 1 час в поперечном магнитном поле 240 кА/м

Таблица 2: Некоторые магнитные свойства лент Ре^ЗЦб^ВбМЬзСи! и Рс7з|Г)8!1з,5В9КЬзСи1 после термообработки __

Сплав Вид термообработки Нс, А/м кец, Дж/м-5

Ре73,58иб,5ВбМЬ3Си1 ТО 0,8 40

ТМО 3,2 30

Ре7з,5851з,5В9НЬзСи1 ТО 2,4 10

ТМО 11,2 210

Результаты исследования магнитных свойств представлены в Таблице 2. Анизотропия лент Ретз^Зие.бВб^зСи! (х = 0) независимо от вида термообработки остается преимущественно продольной, хотя в случае лент, прошедших ТМО, выявляется слабая поперечная анизотропия. Ленты Регз^ЗЬз.бВдКЬзСи! (х = 3) более восприимчивы к процедуре наведения анизотропии — отжиг в поперечном магнитном поле приводит к наведению поперечной анизотропии около 200 Дж/м3.

Температурные исследования электросопротивления Яре образцов на постоянном токе показали, что независимо от особенностей термообработки и состава зависимости Яве(Т) линейны и обратимы. Температурное изменение удельного сопротивления для всех образцов составляет 0,8 нОм-м/К. При этом электросопротивление нанокристаллических лент сплава Ре^бБцб.б-г-В6+хГТЬзСи1 с х = 0 заметно ниже электросопротивления лент с х — 3.

При температурных исследованиях стрессимпедансного эффекта в лентах, подвергнутых ТМО, было обнаружено, что температура сильнее влияет на данный эффект в случае лент сплава Регз.зЗцс^ВбГ^ЬзСи! (рис. 4, а). Чувствительность импеданса к воздействию механических напряжений для обоих сплавов достигает значений 2%/МПа.

Начальный импеданс (импеданс в нулевом магнитном поле) лент Рв7з,5-аадВбЫЬзСщ (х = 0), прошедших ТО, на частотах переменного тока ниже 0,5 МГц с увеличением температуры возрастает (рис.5,а). На частотах переменного тока выше 0,5 МГц начальный импеданс с ростом температуры изменяется немонотонно (рис.5, б). На данных частотах температурные зависимости (Т) имеют слабо выраженный максимум, который с ростом частоты смещается в область меньших температур. Наибольшие температурные

Рис. 4: Относительное изменение импеданса {ДZ/Z)a под действием механических растягивающих напряжений а для температур 297 К, 328 К, 358 К, 403 К и 433 К. а) нанокристаллические ленты Fen^Sii^BeNbaCui, б) на-нокристаллические ленты Fera.sSiis.sBgNbaCui. Образцы были подвергнуты термообработке вида ТМО, зависимости получены на частоте переменного тока 8 МГц.

изменения Z0 обнаружены на частотах близких к 50 МГц - в температурном диапазоне от 360 К до 435 К температурное изменение импеданса составляет

в среднем 0,2 Ом/К.

После ТМО начальный импеданс лент на частотах переменного тока ниже 0,5 МГц с повышением температуры монотонно растет, а на частотах выше о'б МГц — уменьшается. Отметим, что практически линейный характер зависимостей Zq(T) для лент, подвергнутых отжигу в магнитном поле, делает их перспективными для использования в качестве чувствительных элементов датчиков температуры.

Начальный импеданс лент Fe73,5Sii3,5B9Nb3Cu1 (ж = 3), прошедших термообработки вида ТО и ТМО, во всем исследованном диапазоне частот переменного тока при повышении температуры увеличивается (рис.5, а-б). При этом на частотах переменного тока менее 0,5 МГц относительное температурное изменение их импеданса сравнимо с температурным изменением Z0 лент сплава с х = 0, прошедших ТМО, а на более высоких частотах изменение заметно меньше.

Таким образом, несмотря на близкие составы, импеданс лент с х = 0 и х = 3 демонстрирует различающееся температурное поведение.

Импеданс ферромагнитного проводника прямоугольного сечения толщиной d определяется следующим комплексным выражением [7]:

Z = RDC

Таким образом, температурное изменение импеданса проводника может быть обусловлено изменением как сопротивления постоянному току Roc, так и

(1 -3)

25

х coth

(1-J)

25

(4)

\

и

В МГЦ

300 320 340 300 380 400 420 440

300 320 340 360 330 400 420 440

Рис. 5: Температурные зависимости начального импеданса лент сплава Fe73,5Si16,5-xB6+INb3Cu1 после термообработок видов ТО (квадрат) и ТМО (окружность), пустые маркеры соответствуют составу сх — 0, закрашенные — х = 3. Температурные зависимости были получены на частотах переменного тока: а) 0,1 МГц; б) 8 МГц.

толщины скин-слоя 6, которая определяется поперечной магнитной проницаемостью fit- После преобразования данного выражения были рассчитаны температурные зависимости поперечной магнитной проницаемости, используя температурные зависимости импеданса и электросопротивления, полученные экспериментально.

Из температурных зависимостей поперечной магнитной проницаемости следует, что для лент Fer3,5Sii6,5B6Nb3Cui, прошедших термообработку вида ТО, во всем исследованном диапазоне частот зависимости Ht(T) подобны зависимостям Z0(T), приведенным на рисунке 5. Из этого можно заключить, что температурное изменение импеданса этих лент обусловлено, в основном, изменением поперечной магнитной проницаемости. Учитывая, что магнитное поле, создаваемое переменным током, направлено перпендикулярно длине образца, поперечная магнитная проницаемость будет определяться процессами вращения векторов намагниченности: fit ~ Щ- [8]. Намагниченность М„ входящая в это выражение, согласно экспериментальным данным, с ростом температуры уменьшается, что будет способствовать уменьшению поперечной магнитной проницаемости. Следовательно, рост проницаемости на частотах переменного тока ниже 0,5 МГц и наличие возрастающего участка на зависимостях nt{T) при / > 0,5 МГц будет обуславливаться уменьшением константы эффективной анизотропии К. Далее обратимся к зависимостям импеданса от внешнего магнитного поля (рис.6, (1), а). Как видно, с ростом температуры возрастающий участок на полевой зависимости становится более выраженным. Такое изменение вида зависимостей Z(H) вероятнее всего связано с появлением поперечной составляющей намагниченности в результате температурного роста угловой дисперсии анизотропии, что будет также способствовать уменьшению поперечной проницаемости.

а)

О

б)

ТМО

17 2 МГц

16

15

? 14-1

N || 1..5

12-1

11

10

-600 -400 -200 0 200 400 600

Н, А/м

-800 -600 -400 -200 0 200 400 600

Н, А/м

то

2 МГц У

/Л.

-600 -600 -400 -200 0 200 400 600

Н, А/м

-800 -600 -400 -200

«А/М

Рис. 6: Зависимости импеданса £ нанокристаллических лент сплава Ре73,5311б,5ВбКЬ3Си1 (1) и Ре73,58113,йВдКЬзСи! (2) от внешнего магнитного поля Я. Зависимости получены на частоте пробного переменного тока 2 МГц при температурах 1 - 297 К; 2 - 328 К; 3 - 358 К; 4 - 403 К; 5 - 433 К, стрелкой показано направление увеличения температуры. Ленты подвергались термообработке вида ТО (а) и ТМО (б).

В случае лент Ре73,вБ^е,бВеМЬзСщ, прошедших отжиг в поперечном магнитном поле (обработка вида ТМО), на частотах переменного тока менее 0,5 МГц температурное поведение импеданса, как показывают расчеты из выражения (4), обусловлено, в основном, ростом электросопротивления, так как величина поперечной магнитной проницаемости на этих частотах практически не меняется. На более высоких частотах щ, как и импеданс, с ростом температуры уменьшается. Таким образом, температурное поведение магнитной проницаемости определяет температурные зависимости импеданса только на частотах переменного тока выше 0,5 МГц. Ее уменьшение обусловлено температурным спадом намагниченности и увеличением ее поперечной составляющей, что отражается, в частности, магнитоимпедансными зависимостями (рис.6, (1), б). Причиной увеличения поперечной составляющей намагниченности, как и в случае лент, термообработанных без магнитного поля, являет-

ся, вероятнее всего, угловая дисперсия анизотропии. Считая, что распределение углов отклонения локальных ОЛН от среднего направления подчиняется закону Гаусса, было получено следующее выражение для среднего значения поперечной магнитной восприимчивости:

где а — угол между локальной ОЛН и вектором намагниченности М, у — угол между средней ОЛН и полем переменного тока Ъ,, ¡3 — угол отклонения локальной ОЛН от среднего направления. Результаты расчетов приведены на рисунке 7, из которого видно, что с ростом угловой дисперсии анизотропии поперечная проницаемость уменьшается.

В случае же лент сплава Реп^Зиз^ВдМЬзСи! (х = 3) поперечная магнитная проницаемость во всем исследованном диапазоне частот переменного тока с ростом температуры увеличивается, обуславливая рост импеданса (рис.5). Температурное поведение проницаемости связано с температурным уменьшением константы эффективной анизотропии. В пользу уменьшения эффективной анизотропии у образцов, подвергнутых ТМО, говорит смещение максимума на зависимостях 2(Я), в область меньших полей (рис.6, (2), б). Кроме роста проницаемости увеличению импеданса будет также способствовать и рост электросопротивления.

Увеличение дисперсии анизотропии для лент сплава Ре^^Зцз^ВдМЬзСи! (х = 3) с ростом температуры не прослеживается, что особенно хорошо видно на примере стрессимпедансных зависимостей = £(ст) (рис. 4). В

отличие от сплава с х = 0, для рассматриваемого состава на зависимостях = £(<г) не наблюдается уширение максимума с ростом температуры.

Такое различающееся температурное поведение импеданса для сплавов близкого состава на первый взгляд кажется довольно неожиданным. Причина этого кроется, по видимому, в том, что результат процедур наведения анизотропии зависит от содержания кремния [9]. Термообработка образцов производилась при температуре, которая выше, чем температура Кюри остаточной аморфной матрицы, но ниже, чем температура Кюри образующихся нанокристаллов. Следовательно, при отжиге в магнитном поле анизотропия наводиться будет в нанокристаллах а-Ре^). Повышенное содержание будет препятствовать направленному упорядочению пар атомов под действием магнитного поля. Таким образом, в случае сплава Регз^БЦб^ВбМЬзСи! формируются нанокристаллы, у которых оси магнитокристаллической анизотропии значительно отклоняются от направления, в котором действовало магнитное поле во время нанокристаллизации, что обуславливает повышенную дисперсию осей анизотропии при комнатных температурах.

-3/0о

Рис. 7: Влияние угловой дисперсии анизотропии на относительное изменение поперечной магнитной восприимчивости. Расчеты производились по выражению (5) для углов <р\ 1) 50°; 2) 60°; 3) 70°; 4) 80°; 5) 90°.

В случай сплава Рв7з,бЭ^з,5ВдР{ЬзСи1 разброс осей анизотропии нанокри-сталлов будет выражен меньше, дисперсия анизотропии также будет выражена меньше. Также можно предположить, что в сплаве Рега,5-ЗЬ.бВэНЬзСщ, в котором содержание бора больше, выше вероятность образования боридов железа в процессе термообработки. Бориды железа, являющиеся магвитожесткой фазой, будут давать дополнительный вклад в наведенную анизотропию, способствуя еще меньшей дисперсии осей локальной анизотропии.

Используя данные магнитоимпе-дансных и стрессимпедансных измерений, по формуле (3) были рассчитаны температурные зависимости константы магнитострикции. Результаты приведены на рисунке 8. При комнатной температуре константа магнитострикции насыщения нанокристаллического сплава Ре7з)58цб,5-1В6+а:№>зСи1) согласно расчетам, принимает следующие значения: около 1 • Ю-6 при х = 0 и око-Рис. 8: Температурная зависимость Ло 3 • 10~6 при х = 3 (рис.8). Дан-константы магнитострикции, рассчи- ные результаты близки к значениям танная по формуле (3). Квадратный А„ измеренных для близких составов маркер — сплав Регз.бвйб.БВбИЬзСи!, методами БАМИ [9] и ЯГ^МЯ [10], круглый — сплав Ретз^лз^ВдМЬзСиь что позволяет говорить о достоверности предложенной нами методики

определения Аг.

В конце диссертационной работы приведены основные результаты работы и список литературы.

300 320 ЗЧО 360 ЗЯО 4СЮ 420 «о

г к

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В ходе проведения температурных исследований магнито- и стрессимпеданса аморфных лент на основе кобальта и нанокристаллических лент на основе железа были установлены следующие факты:

1. При температурных исследованиях магнитоимпеданса аморфных лент Рег

Соб7Мо115311б,5Вц обнаружено существование критической температуры Т, при которой происходит изменение характера влияния механических напряжений на импеданс. При температурах ниже Т отклик импеданса на механические напряжения описывается в рамках модели, предполагающей наличие отрицательной магнитострикции, при более высоких температурах — в рамках модели, предполагающей наличие положительной магнитострикции. Температурные исследования константы магнитострикции методом ЭАМИ подтвердили гипотезу смены знака константы магнитострикции вблизи критической температуры.

2. Предложен метод определения константы магнитострикции насыщения аморфных и нанокристаллических лент исходя из магнито- и стрессимпе-дансных зависимостей. Данный подход исключает влияние геометрических параметров образца на получаемый результат и дает хорошее согласие с общепринятыми методами измерения константы магнитострикции этих материалов.

3. При исследовании влияния температуры на импеданс и МИ аморфных лент Ге4Соб7Мо1,5а1б,5В11 было обнаружено, что упругие деформации в диапазоне температур (343 - 383) К приводят к значительному повышению температурной чувствительности импеданса и магнитоимпедансного эффекта, которая достигает 3 %/К. Повышение чувствительности связано с тем, что в этом диапазоне температур происходит смена знака константы магнитострикции. Так как температура, при которой происходит изменение знака константы магнитострикции, может варьироваться в зависимости от состава сплава и особенностей термообработки, было предложено использовать данное явление для создания высокочувствительных термодатчиков, работающих в узком интервале температур.

4. На примере нанокристаллических лент сплава Ре^,58116,бВбХЬзСи! показано, что при наличии даже небольшой компоненты наведенной поперечной анизотропии, наблюдается изменение характера температурной зависимости импеданса. Температурное изменение импеданса лент, прошедших термообработку без воздействия внешнего поля, определяется в основном изменением поперечной магнитной проницаемости. В случае лент, подвергнутых термообработке в поперечном магнитном поле, существует граничная частота переменного тока, ниже которой температурное изменение импеданса в основном определяется температурным изменением электросопротивления, а на более высоких частотах — изменением поперечной магнитной проницаемости. Характер же температурного изменения импеданса нанокристаллических лент сшива Геуз^и.йВдМЬзСщ не зависит от условий термообработки и во всем исследованном диапазоне частот (0,1 - 50) МГц демонстрирует монотонный рост при повышении температуры, что определяется в основном ростом электросопротивления и уменьшением эффективной анизотропии.

5. Показано, что основным фактором, определяющим различие температурного поведения импеданса нанокристаллических лент сплавов Ре^з,бЭ^б^В-

6Nb3Cui и Fe73,5Sii3,5BgNb3Cui является угловая дисперсия анизотропии. Ленты с повышенным содержанием кремния менее восприимчивы к процедурам наведения анизотропии в магнитном поле, что обуславливает повышенную дисперсию локальных осей анизотропии.

6. Обнаружено, что для лент сплава Fe^sSiie.sBGNbsCui, прошедших отжиг без магнитного поля, существует граничная частота переменного тока, ниже которой магнитоимпедансная зависимость имеет один пик, а выше — два пика. Существование граничной частоты связано с влиянием на процесс пере-магничивания неоднородностей рельефа поверхности нанокристаллических лент. При повышении температуры граничная частота снижается, что обусловлено ростом дисперсии анизотропии.

7. Особенности стрессимпедансных зависимостей нанокристаллических лент составов Fe73,5Sii6,5B6Nb3Cui и Fe73,5Sii3,5B9Nb3Cui, отожженных в поперечном магнитном поле, свидетельствуют о наличии поперечной составляющей намагниченности и положительной константе магнигострикции насыщения во всем исследованном диапазоне температур (297 - 433) К. Из магнито-и стрессимпедансных зависимостей следует, что с ростом температуры наблюдается уменьшение константы магнитострикции насыщения, рост дисперсии осей анизотропии и уменьшение ее эффективного значения. Для обоих сплавов максимальная чувствительность импеданса к воздействию механических напряжений составляет около 2%/МПа. Однако, влияние температуры на чувствительность импеданса к механическим напряжениям для нанокри-сталлического сплава Fe73,5Sii3,5B9Nb3Cui выражено меньше, что позволяет рассматривать его как перспективный материал для создания датчиков деформаций, функционирующих в широком диапазоне температур.

Список цитируемой литературы

1. Антонов A.C., Гадетский С.Н., Грановский A.B., Дьячков А.Л., Парамонов В.П., Перов Н.С., Прокошин А.Ф., Усов H.A., Лагарьков А.Н. Гигантский магнетоимпеданс в аморфных и нанокристаллических мультислоях // ФММ. - 1997. - № 6. - С. 60-71.

2. Волчков С.О., Лепаловский В.Н., Свалов A.B., Васьковский В.О., Кур-ляндская Г.В. Магнитные свойства и гигантский магнитный импеданс пленочных элементов пермаллой/медь/пермаллой // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2009. - № 10. - С. 78-83.

3. Курляндская Г.В., де Кос Д., Волчков С.О. Магниточувствительные преобразователи для неразрушающего контроля, работающие на основе гигантского магнитоимпедансного эффекта (обзор) // Дефектоскопия. — 2009. — № 6. - С. 13-42.

4. Radkovskaya А., Rakhmanov A.A., Perov N.. Sheverdyaeva P., Antonov A.S. The thermal and stress effect on GMI in amorphous wires // JMMM. — 2002. — V. 249. - P. 113-116.

5. Золотухин И.В. Физические свойства аморфных металлических материалов. — М.: Металлургия, 1986. 176 с.

6. Hernando A. Influence of the tensile stress on the magnetostriction, resistivity and magnetic anisotropy of Co-rich metallic glasses. TSRO and CSRO correlation // Physica Scripta. - 1988. - V. T24. - P. 11-21.

7. Kraus L. Theory of giant magneto-impedance in the planar conductor with uniaxial magnetic anisotropy // JMMM. — 1999. - V. 195. - P. 764-778.

8. Бозорт P. Ферромагнетизм. — M.: ИИЛ, 1956. 648 c.

9. Herzer G. Handbook of magnetic materials / Ed. by Buschov K.H.J. — Elsevier Science B.V., 1997 - V. 10. - P. 415-462.

10. Kulik Т., Zuberek R., Hernando A. Magnetic properties of nanocrystalline Fe73.5CulNb3Sil6.5B6 // JMMM. - 1995. - V. 140-144. - P. 433-434.

Список публикаций по теме диссертации

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК РФ:

1. Семиров A.B., Гаврилюк A.A., Кудрявцев В.О., Моисеев A.A., Букреев Д.А., Семенов А.Л., Ущаповская З.Ф. Влияние отжига на импедансные свойства упругодеформированных магнитомягких проволок // Дефектоскопия. - 2007. - № 10. - С. 3-7.

2. Семиров A.B., Букреев Д.А., Кудрявцев В.О., Моисеев A.A., Гаврилюк A.A., Семенов А.Л., Захаров Г.В. Влияние температуры на магнитоимпеданс упругодеформированной фольги состава Fe4Co67Mol.5Sil6.5Bll // ЖТФ. — 2009. - Т. 79. - № 11. - С. 25-29.

3. Семиров A.B., Моисеев A.A., Букреев Д.А., Кудрявцев В.О., Гаврилюк A.A., Захаров Г.В., Деревянко М.С. Автоматизированный измерительный комплекс магнитоимпедансной спектроскопии магнитомягких материалов // Научное приборостроение. — 2010. — Т. 20. — №. 2. — С. 42-45.

4. Семиров A.B., Моисеев A.A., Букреев Д.А., Кудрявцев В.О., Захаров Г.В., Гаврилюк A.A., Сапожников А.Н. Магнитоимпедансное детектирование структурной релаксации аморфных ферромагнитных сплавов // Дефектоскопия. - 2010. - № 12. - С. 26-31.

5. Курляндская Г.В., Семиров A.B., Лукшина В.А., Волчков С.О., Букреев Д.А., Моисеев A.A. Магнитные свойства и магнитоимпедансный эффект наноструктурных лент Fe73.5Sil6.5B6Nb3Cul с наведенной магнитной анизотропией // Известия РАН. Серия физическая. - 2010. - Т. 74. - С. 1526-1528.

6. Семиров A.B., Букреев Д.А., Моисеев A.A., Лукшина В.А., Волкова Е.Г., Волчков С.О., Курляндская Г.В. Температурная зависимость магнитных свойств и магнитоимпеданса нанокристаллических лент Fe73.5Sil6.5B6-Nb3Cul // ЖТФ. - 2011. - Т. 81. - № 3. - С. 80-84.

7. Семиров A.B., Букреев Д.А., Моисеев A.A., Лукшина В.А., Волкова Е.Г., Волчков С.О. Влияние особенностей эффективной магнитной анизотро-

пии на температурные зависимости магнитоимпеданса нанокристаллических лент Fe73.5Sil6.5B6Nb3Cul // Известия высших учебных заведений. Физика.

- 2011. - №5. - С. 95-100. Другие публикации:

1. Semirov A.V., Gavriliuk А.А., Kudryavtsev V.O., Moiseev A.A., Bukreev D.A. Temperature influence on field dependences of impedance of amorphous CoFeNbSiB wires // Journal of Physics: Conference Series. - 2008. - V. 98. -P. 062005.

2. Volchkov S.O., Bukreev D.A., Lepalovskij V.N., Semirov A.V., Kurlyandskaya G.V. Temperature dependence of magnetoimpedance in FeNi/Cu/FeNi film structures with different geometries // Solid State Phenomena. - 2011. - V. 168-169.

- P. 292-295.

3. Семиров A.A., Моисеев A.A., Букреев Д.А., Кудрявцев В.О., Багин-ский B.C. Автоматизированный измерительный комплекс для температурных исследований эффекта гигантского магнитоимпеданса // XV Респ. На-учн. конф. аспирантов, магистрантов и студентов. Физика конденсированного состояния. Тезисы докл.: В 2ч. Гродно ГрГу, 2007. — 4.2. — С. 21-24.

4. Семиров А.В., Моисеев А.А, Кудрявцев В.О., Букреев Д.А., Захаров Г.В. Установка для исследования влияния температуры и механических напряжений на магнитоимпеданс магнитомягких материалов // Магнитные материалы. Новые технологии: III Байкальская международная конференция: Тезисы докладов. Иркутск, 2008. — С. 140-141.

5. Semirov A.V., Gavriliuk А.А., Bukreev D.A., Kudryavcew V.O., Moiseev А.А. Influence of elastic stress on magnetoimpedance of amorphous foils with low magnetostriction constant // Moscow International Symposium on Magnetism: book of abstracts. Moscow, 2008. - P. 123.

6. Semirov A.V., Gavriliuk A.A., Bukreev D.A., Kudryavcew V.O., Moiseev A. A. Temperature dependance of magnitoimpedance of FeCoMoSiB foils // Moscow International Symposium on Magnetism: book of abstracts. 2008. — P. 124.

7. Букреев Д.А., Моисеев А.А, Кудрявцев В.О., Захаров Г.В., Деревян-ко М.С., Васюхно Н.В. Температурно-временная стабильность магнитоим-педансного эффекта в аморфных лентах сплава Fe4Co67Mol.5Sil6.5Bll // Юбилейная X Всероссийская молодежная школа-семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества: Тезисы докладов. Екатеринбург, 2009. - С. 17-18.

8. Букреев Д.А., Моисеев А.А, Семиров А.В., Кудрявцев В.О., Сапожников А.Н., Захаров Г.В. Термостабилизация магнитоимпедансных характеристик магнитомягких фольг на основе кобальта // Всероссийская Байкальская конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по наноструктурным материалам: Сб. тезисов. Иркутск, 2009. — С. 45-46.

9. Букреев Д.А., Моисеев А.А, Захаров Г.В., Кудрявцев В.О., Семенов A.JL, Семиров А.В., Гаврилюк А.А. Влияние лазерной термообработки на магнито-импедансные характеристики ферромагнитных фольг на основе кобальта //

Всероссийская Байкальская конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по наноструктурным материалам: Сб. тезисов. Иркутск, 2009. — С. 52-53.

10. Семиров А.В., Букреев Д.А., Моисеев А.А, Волчков С.О., Лукшина

B.А., Курляндская Г.В. Магнитные свойства и температурная зависимость гигантского магнитоимпедансного эффекта нанокристаллических лент Fe73.5Sil6.5B6Nb3Cul // Третья Всероссийская конференция по наномате-риалам НАНО 2009: Тезисы докл. Екатеринбург, 2009. - С. 155.

11. Семиров А.В., Букреев Д.А., Лукшина В.А., Моисеев А.А, Волчков

C.О., Курляндская Г.В. Магнитные свойства и гигантский магнитоимпеданс-ный эффект в нанокристаллических лентах Fe73.5Sil6.5B6Nb3Cul // Физические свойства металлов и сплавов: Сб. научных трудов. Екатеринбург, 2009. - С.48-52.

12. Курляндская Г.В., Семиров А.В., Лукшина В.А., Волчков С.О., Букреев Д.А., Моисеев А.А. Магнитные свойства и магнитоимпедансный эффект наноструктурных лент Fe73.5Sil6.5B6Nb3Cul с наведенной магнитной анизотропией // Новое в магнетизме и магнитных материалах: Сб. трудов XXI международной конференции. Москва, 2009. — С. 856-858.

13. Semirov A.V., Bukreev D.A., Moiseev А.А., Kudryavtsev V.O., Derevyanko M.S.-Influence of thermo-stress factor on magnetoimpedance of soft magnetic materials // International Conference and Seminar on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices EDM2010: Conference Proceedings. Novosibirsk, 2010. — P. 47-49.

14. Семиров A.B., Букреев Д.А., Моисеев А.А, Кудрявцев В.О., Деревянко М.С. Влияние термообработки на магнитоимпеданс упругодеформированных магнитомягких фольг на основе кобальта // Магнитные материалы. Новые технологии: Сб. тезисов докл. IV Байкальской международной конф. Иркутск, 2010. - С. 76-77.

15. Semirov A.V., Gavriliuk А.А., Bukreev D.A., Moiseev A.A., Kudryavtcev V.O., Semenov A.L., Derevyanko M.S. Inuence of perpendicular laser annealing on impedance of soft magnetic Co-based foils //IV Euro-Asian symposium "Trends in magnetism": Nanospintronics: book of abstracts. Ekaterinburg, 2010. — P. 116.

16. Semirov A.V., Bukreev D.A., Moiseev A.A., Volchkov S.O., Kurlyandskaya G.V., Lukshina V.A., Volkova E.G. Temperature dependence of magnetoimpedance of nanocrystalline Fe-based ribbons // Recent Trends in Nanomagnetism, Spintronics and their Applications: book of abstracts. Ordizia, Spain, 2011. — P. 179.

17. Semirov A.V., Bukreev D.A., Moiseev A.A., Derevyanko M.S., Lukshina V.A., Volkova E.G., Kurlyandskaya G.V. Stress-impedance effect in nanocrystalline FeSiBNbCu alloy in temperature range (297 - 433) К // Moscow International Symposium on Magnetism: book of abstracts. Moscow, 2011. — P. 798.

Подписано в печать 10.10.2011 Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,6 Тираж 100 экз.

ВВЕДЕНИЕ

1 ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ИМПЕДАНС АМОРФНЫХ И НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАГНИТОМЯГКИХ ЛЕНТ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Импеданс.

1.2 Аморфные и нанокристаллические металлические сплавы.

1.3 Магнитные свойства.

1.3.1 Модель случайной анизотропии.

1.3.2 Макроскопическая магнитная анизотропия.

1.3.3 Магпитострикция.

1.3.4 Доменная структура.

1.4 Импеданс проводника во внешнем магнитном поле. Эффект маг-нитоимпеданса.

1.4.1 Теоретические модели магнитоимпедансного эффекта

1.5 Влияние деформаций на импеданс магнитомягких лент.

1.6 Импеданс магнитомягкого проводника при различных температурах

1.7 Прикладное значение магнитоимпедансного эффекта.

1.8 Выводы по 1 главе.

2 МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Методики исследования влияния магнитного поля, механических напряжений и температуры на импеданс магнитомягких лент.

2.1.1 Методики измерения импеданса.:.

2.1.2 Измерительная ячейка.

2.1.3 Методика измерения сопротивления постоянному току.

2.2 Исследование поверхности и микроструктуры образцов.

2.2.1 Оптическая микроскопия.

2.2.2 Рентгеноструктурный анализ.

2.2.3 Просвечивающая электронная микроскопия.

2.3 Исследование магнитных свойств.

2.4 Методика измерения константы магнитострикции насыщения при различных температурах.

2.5 Порядок проведения экспериментов и обработка результатов измерений

2.6 Оценка погрешностей измерений.

2.6.1 Погрешности измерений импеданса.

2.6.2 Погрешность измерения температуры.

2.6.3 Погрешность измерения электросопротивления.

2.6.4 Погрешность определения напряженности внешнего магнитного поля.

2.6.5 Погрешность определения механических напряжений

2.7 Исследуемые образцы.

2.8 Выводы по 2 главе.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ИМПЕДАНС УПРУГОДЕ-ФОРМИРОВАННЫХ НИЗКОСТРИКЦИОННЫХ ЛЕНТ АМОРФНОГО СПЛАВА Ее^ОегМо^Э^Вп.

3.1 Структура аморфных лент РедСобуМох^ЗЦе^Вп.

3.2 Зависимости импеданса лент Ре^ОбуМо^З^б^Вц от напряженности внешнего магнитного поля при различных значениях температуры и растягивающих напряжений.

3.3 Влияние механических напряжений на магнитоимпеданс аморфных лент Ре^ОбтМо^БЦб^Вп в температурном диапазоне (293 -403) К.

3.4 Анализ экспериментальных результатов.

3.4.1 Температурная зависимость константы магнитострикции насыщения

3.5 Выводы по 3 главе.

4 ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ, МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ И МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ИМПЕДАНС НАНО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ЛЕНТ Fe^Siie^B^NbgCui (х = 0; 3).

4.1 Структурное состояние лент FeSiBNbCu после термообработки

4.2 Поверхность нанокристаллических лент.

4.3 Магнитные свойства.

4.4 Влияние температуры на сопротивление постоянному электрическому току.

4.5 Зависимости импеданса от температуры.

4.6 Влияние механических напряжений на импеданс лент в температурном диапазоне (297 - 433) К.

4.7 Эффект магнитоимпеданса в сплавах FeSiBNbCu в температурном диапазоне (297 - 433) К.

4.7.1 Зависимости импеданса от внешнего магнитного поля в температурном диапазоне (297 - 433) К.

4.7.2 Влияние температуры на величину МИ эффекта в сплавах FeSiBNbCu.

4.8 Анализ экспериментальных результатов.

4.8.1 Анализ температурных зависимостей стрессимпеданса.

4.8.2 Анализ температурных зависимостей магнитоимпеданса

4.9 Выводы по 4 главе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Исследование магнитомягких аморфных и нанокристаллических сплавов на основе переходных металлов является одним из актуальных направлений физики магнитных явлений. Интерес к данным материалам вызван уникальным сочетанием их свойств, таких как малая коэрцитивная сила, высокие значения магнитной проницаемости и намагниченности насыщения, малые потери на перемагничивание. Данные характеристики определили применение аморфных и нанокристаллических сплавов в качестве сердечников трансформаторов, в импульсных источниках питания, в электродвигателях с высоким кпд, системах магнитной записи и т.д.

Особый интерес представляет исследование электрического импеданса данных материалов. Из классической электородинамики известно, что импеданс ферромагнитного проводника определяется его магнитной проницаемостью. Учитывая высокие значения магнитной проницаемости аморфных и нанокристаллических сплавов на основе переходных металлов и их исключительную магнитную мягкость, можно ожидать повышенную чувствительность импеданса данных материалов к факторам внешней среды, вызывающим изменение их магнитной проницаемости. В начале 90-х годов прошлого столетия была обнаружена высокая чувствительность электрического импеданса данных материалов к изменению внешнего магнитного поля, что открыло широкие перспективы их использования в качестве чувствительных элементов датчиков магнитных полей. Данное явление было названо магнитоимпеданс-ным эффектом. Также имеются сведения о чувствительности импеданса к механическим напряжениям (стрессимпедансный эффект) и температуре.

Следует упомянуть, что изучая поведение импеданса аморфных и нанокристаллических сплавов во внешнем магнитном поле и под действием механических напряжений, можно получить сведения об особенностях магнитной анизотропии, оценить величину и знак константы магнитострикции насыщения. Таким образом, магнитоимпедансный и стрессимпедансный эффекты выступают как дополнительные инструменты исследования магнитных свойств материалов. Изучая температурное изменение импеданса, магнито-и стрессимпедансных эффектов, можно получить информацию о температурном поведении магнитных свойств, которую часто затруднительно получить другими методами.

Из всего вышесказанного можно заключить, что изучение импеданса аморфных и нанокристаллических сплавов в присутствии таких внешних факторов, как магнитное поле, механические напряжения и температура является одним из актуальных направлений исследования в физике магнитных явлений как с прикладной, так и с фундаментальной точек зрения.

Объектами исследования в настоящей диссертационной работе являются аморфные ленты сплава Ре^ОбтМох^Э^б.бВп и нанокристаллические ленты сплавов Ре7з,5811б15В6КЬзСи1 и Ретз^БЦз^ВдМЬзСи!. Выбор данных материалов обусловлен тем, что в аморфном состоянии наиболее интересны сплавы на основе кобальта, так как они обладают околонулевой константой магнито-стрикции, а, следовательно, малой величиной магнитоупругой анизотропии и высокой проницаемостью. В этом отношении сплавы на основе железа в аморфном состоянии значительно им уступают. Однако после соответствующей термообработки в сплавах на основе железа наблюдается формирование нанокристаллической структуры, приводящей к значительному улучшению их магнитомягких свойств. Преимуществами аморфных сплавов на основе кобальта является их высокая механическая прочность и коррозионная стойкость, к недостаткам можно отнести высокую стоимость, вследствие высокого содержания кобальта. Нанокристаллические сплавы на основе железа с экономической точки зрения более предпочтительны, но они отличаются очень малой механической прочностью.

Целью данной работы является установление закономерностей поведения импеданса аморфных лент на основе кобальта и нанокристаллических лент на основе железа под воздействием температуры, механических напряжений и магнитного поля. Основные задачи:

1. Разработать экспериментальные методики для изучения влияния магнитного поля, механических напряжений и температуры на импеданс аморфных и нанокристаллических лент.

2. Изучить влияние температуры на магнитоимпедансный эффект в упру-годеформированных лентах аморфного сплава Ре^СобуМо^Зиб^Вп.

3. Изучить связь температурного изменения импеданса нанокристаллических лент сплавов Реуз^Знб.бВбКЬзСи! и Ре7з)5811з15В91\ГЬзСи1 и особенностей их магнитной анизотропии.

4. Изучить совместное влияние механических напряжений и температуры на импеданс нанокристаллических лент сплавов Ре^бБ^б^ВбНЬзСи! и Ретз^З^з^ВдМЬзСи! с наведенной поперечной анизотропией.

В работе получены и выносятся на защиту следующие новые научные результаты:

1. Обнаружено, что при изменении температуры изменяется характер влияния упругих деформаций на магнитоимпеданс аморфных лент Рег СобуМо^бБ^б^Вц. Предложена и экспериментально подтверждена модель, объясняющая обнаруженные закономерности температурным изменением знака константы магнитострикции.

2. Предложен и апробирован на примере аморфных и нанокристаллических магнитомягких сплавов метод определения значений константы магнитострикции насыщения материала, исходя из зависимостей импеданса от напряженности внешнего магнитного поля и механических напряжений.

3. Обнаружено, что наведение в ходе термомагнитной обработки компоненты поперечной магнитной анизотропии в нанокристаллических лентах Ретз^хб.зВбГ^ЬзСи! приводит (на частотах переменного тока от 0,5 до 50 МГц при температурах от 297 К до 433 К) к переходу от температурной зависимости импеданса, имеющей максимум, к зависимости импеданса, монотонно убывающей с ростом температуры.

4. Установлено, что температура оказывает различное влияние на импеданс, магнито- и стрессимпедансный эффекты в лентах сплавов Ее^з^-З^б^Вб^ЬзСи! и Ре7з]5511з15ВдМЬзС111. Предложена модель, предполагающая, что различное влияние температуры на импедансные свойства указанных сплавов обусловлено более выраженной дисперсией магнитной анизотропии в лентах Feys^Siie^BgNbsCui по сравнению с лентами Fe73,5Sii3>5B9Nb3CUi.

Практическая ценность работы:

1. Обнаружено, что упругие деформации значительно повышают чувствительность импеданса аморфных лент Fe^OgyMoi^Siig.sBii к температуре, которая достигает 3%/К, что может быть использовано при разработке датчиков температуры.

2. Обнаружена высокая чувствительность импеданса нанокристаллических лент Fers^Siie.sBeNbsCui и Feya^Si^sBgNbsCui к механическим напряжениям, достигающая 2%/МПа, что позволяет рассматривать данные сплавы как перспективные материалы для создания датчиков деформаций.

3. Обнаружены существенные температурные изменения магнитоимпеданс-ного эффекта нанокристаллических лент Fe^Siie^BeNbsCui и Ретз^-Siw.sBgNbsCui, достигающие 40%, что необходимо учитывать при разработке магнитоимпедансных датчиков магнитного поля, работающих в широких температурных дипазонах.

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов и списка цитируемой литературы. Объем работы составляет 142 страницы, включая 57 рисунков и 2 таблицы. В списке литературы приведено 173 наименования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В ходе проведения температурных исследований магнито- и стрессимпеданса аморфных лент на основе кобальта и нанокристаллических лент на основе железа были установлены следующие факты:

1. При температурных исследованиях магнитоимпеданса аморфных лент Ре4Соб7Мо1!5311б!5Вц обнаружено существование критической температуры Т, при которой происходит изменение характера влияния механических напряжений на импеданс. При температурах ниже Т отклик импеданса на механические напряжения описывается в рамках модели, предполагающей наличие отрицательной магнитострикции, при более высоких температурах — в рамках модели, предполагающей наличие положительной магнитострикции. Температурные исследования константы магнитострикции методом ЭАМЯ подтвердили гипотезу смены знака константы магнитострикции вблизи критической температуры.

2. Предложен метод определения константы магнитострикции насыщения аморфных и нанокристаллических лент исходя из магнито- и стрессим-педансных зависимостей. Данный подход исключает влияние геометрических параметров образца на получаемый результат и дает хорошее согласие с общепринятыми методами измерения константы магнитострикции этих материалов.

3. При исследовании влияния температуры на импеданс и МИ аморфных лент Ре4Соб7Мо1)5311б;5Вц было обнаружено, что упругие деформации в диапазоне температур (343 - 383) К приводят к значительному повышению температурной чувствительности импеданса и магнитоим-педансного эффекта, которая достигает 3 %/К. Повышение чувствительности связано с тем, что в этом диапазоне температур происходит смена знака константы магнитострикции. Так как температура, при которой происходит изменение знака константы магнитострикции, может варьироваться в зависимости от состава сплава и особенностей термообработки, было предложено использовать данное явление для создания высокочувствительных термодатчиков, работающих в узком интервале температур.

4. На примере нанокристаллических лент сплава Регз^З^б^ВбМЬзСих показано, что при наличии даже небольшой компоненты наведенной поперечной анизотропии, наблюдается изменение характера температурной зависимости импеданса. Температурное изменение импеданса лент, прошедших термообработку без воздействия внешнего поля, определяется в основном изменением поперечной магнитной проницаемости. В случае лент, подвергнутых термообработке в поперечном магнитном поле, существует граничная частота переменного тока, ниже которой температурное изменение импеданса в основном определяется температурным изменением электросопротивления, а на более высоких частотах — изменением поперечной магнитной проницаемости. Характер же температурного изменения импеданса нанокристаллических лент сплава Ре^з^-З^з.бВдИЬзСи! не зависит от условий термообработки и во всем исследованном диапазоне частот (0,1 - 50) МГц демонстрирует монотонный рост при повышении температуры, что определяется в основном ростом электросопротивления и уменьшением эффективной анизотропии.

5. Показано, что основным фактором, определяющим различие температурного поведения импеданса нанокристаллических лент сплавов Ре^-З^б.бВбМЬзСи! и Реуз^З^з^ВдМЬзСи! является угловая дисперсия анизотропии. Ленты с повышенным содержанием кремния менее восприимчивы к процедурам наведения анизотропии в магнитном поле, что обуславливает повышенную дисперсию локальных осей анизотропии.

6. Обнаружено, что для лент сплава Ре^Зиб^ВвГ^ЬзСи!, прошедших отжиг без магнитного поля, существует граничная частота переменного тока, ниже которой магнитоимпедансная зависимость имеет один пик, а выше — два пика. Существование граничной частоты связано с влиянием на процесс перемагничивания неоднородностей рельефа поверхности нанокристаллических лент. При повышении температуры граничная частота снижается, что обусловлено ростом дисперсии анизотропии.

7. Особенности стрессимпедансных зависимостей нанокристаллических лент составов Ретз.бБЦб^ВбКЬзСи! и Ретз^Б^з^ВдКЬзСи!, отожженных в поперечном магнитном поле, свидетельствуют о наличии поперечной составляющей намагниченности и положительной константе магнитострик-ции насыщения во всем исследованном диапазоне температур (297 -433) К. Из ^агнито- и стрессимпедансных зависимостей следует, что с ростом температуры наблюдается уменьшение константы магнито-стрикции насыщения, рост дисперсии осей анизотропии и уменьшение ее эффективного значения. Для обоих сплавов максимальная чувствительность импеданса к воздействию механических напряжений составляет около 2%/МПа. Однако, влияние температуры на чувствительность импеданса к механическим напряжениям для нанокристалличе-ского сплава Реуз^З^з^ВдГ^ЬзСи! выражено меньше, что позволяет рассматривать его как перспективный материал для создания датчиков деформаций, функционирующих в широком диапазоне температур.

1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. — М.: Наука, 1982. 621 с.

2. Бозорт Р. Ферромагнетизм. — М.: ИИЛ, 1956. 648 с.

3. Chen H.S. Glassy metals // Rep. Prog. Phys. 1980. - V. 43. - P. 353432.

4. Петраковский Г.А. Аморфные магнетики // УФН. — 1981. — T. 134. — С. 305-331.

5. Т. Egami. Magnetic amorphous alloys: physics and technological applications // Rep. Prog. Phys. 1984. - V. 47. - P. 1601-1725.

6. Золотухин И.В. Физические свойства аморфных металлических материалов. — М.: Металлургия, 1986. 176 с.

7. Судзуки К., Фудзимори X., Хасимото К. Аморфные металлы. — М.: Металлургия, 1987. 328 с.

8. Золотухин И.В., Калинин Ю.Е. Аморфные металлические сплавы // УФН. 1990. - Т. 160. - С. 75-110.

9. Губанов А.И. // ФТТ. 1960. - Т. 2. - С. 560.

10. Yoshizawa Y., Oguma S., Yamauchi К. New Fe-based soft magnetic alloys composed of ultrafine grain structure //J. Appl. Phys. — 1988. — V. 64. — P. 6044-6046.

11. McHenry M.E., Willard M.A., Laughlin D.E., Amorphous and nanocrystal-line materials for application as soft magnets // Progress in Materials Science. 1999. - V. 44. - P. 291-433.

12. Hernando В., Gorria P., Sanchez M.L., Prida V.M., Kurlyandskaya G.V. Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology / Ed. by Nalwa H.S. American Scientific Publishers, 2004. V. 4. P. 949-966.

13. Herzer G. Grain size dependence of coercivity and permeability in nanocry-stalline ferromagnets // IEEE Trans. Magn. — 1990. — V. 26. P. 13971402.

14. Herzer G. Handbook of magnetic materials / Ed. by Buschov K.H.J. — Elsevier Science B.V., 1997 V. 10. - P. 415-462.

15. Herzer G. Anisotropics in soft magnetic nanocrystalline alloys // JMMM. 2005. - V. 294. - P. 99-106.

16. Магнетизм наносистем на основе редкоземельных и 3d-nepexoflHbix металлов / Под ред. Васьковского В.О. — Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2008. — 280 с.

17. Buschow К. Н. J., De Boer F.R. Physics of Magnetism and Magnetic Materials. — Kluwer Academic Publishers, 2004. 182 p.

18. Coey J.M.D. Amorphous magnetic order // J. Appl. Phys. — 1978. — V. 49. P. 1646-1652.

19. Herzer G. Grain structure and magnetism of nanocrystalline ferromagnets // IEEE Trans. Magn. 1989. - V. 25. - P. 3327-3329.

20. Herzer G. Nanocrystalline soft magnetic materials // JMMM. — 1996. — V. 157-158. P. 133-136.

21. Blazquez J.S., Franco V., Conde C.F., Conde A., Ferenc J., Kulik Т., Kiss L.F. Correlation between microsructure amd temperature dependence of magnetic properties in Fe60Col8(Nb,Zr)6B15Cul alloy series // J. Appl. Phys. 2009. - V. 105. - P. 093928.

22. Hernando A., Vazquez M., Kulik Т., Prados C. Analysis of the dependence of spin-spin correlations on the thermal treatment of nanocrystalline materials // Phys. Rev. B. 1995. - V. 51. - P. 3581-3586.

23. Suzuki К., Cadogan J.M. Random magnetocrystalline anisotropy in two-phase nanocrystalline systems // Phys. Rev. B. — 1998. — V. 58. — P. 2730-2739.

24. Diaz J., Hamdan N.M., Jalil P., Hussain Z., Valvidares S.M., Alameda J.M. Understanding the magnetic anisotropy in Fe-Si amorphous alloys // IEEE Trans. Magn. 2002. - V. 38. - P. 2811-2813.

25. Анашко A.A., Семиров А.В., Гаврилюк A.A., Душутин К.В. Влияние отжига на магнитоимпедансный эффект в аморфных FeCoMoSiB лентах // ЖТФ. 2004. - Т. 74. - Ж 8. - С. 128-129.

26. Manh-Huong Phan, Hua-Xin Peng. Giant magnetoimpedance materials: fundamentals and applications // Progress in Materials Science. — 2008. V. 53. - P. 323-420.

27. Gonzalez J.M., Liniers M., Cebollada F., Hernando A. Characterization and modelling of the local and macroscopic magnetic anisotropics in Fe-based amorphous ferromagnets // Anales De Fisica Serie B. — 1990. — V. 86. — P. 202-204.

28. Twarowski K., Kuzminski M., Slawska-Waniewska A., Lachowicz H.K., Herzer G. Magnetostriction of Fe73.5CulNb3Sil5.5B7 nanocrystallyne alloy // JMMM. 1995. - V. 140-144. - P. 449-450.

29. Twarowski K., Kuzminski M., Slawska-Waniewska A., Lachowicz H.K., Herzer G. Magnetostriction and its temperature dependence in FeCuNbSiB nanocrystalline alloy // JMMM. 1995. - V. 150. - P. 85-92.

30. Глазер A.A., Клейнерман H.M., Лукшина В.А., Потапов А.П., Сериков В.В. Термомеханическая обработка панокристаллического сплава Fe73.5CulNb3Sil3.5B9 // ФММ. 1991. - № 12. - С. 56-61.

31. Носкова Н.И., Шулика В.В., Потапов А.П. Магнитные свойства и микроструктура нанокристаллических магнитомягких сплавов Fe73.5-xCox-CulNb3Sil3.5B9 // ФММ. 2006. - Т. 102. - № 5. - С. 539-544.

32. Knobel М., Allia P., Gomez-Polo С. Chiriac Н. Vazquez М. Joule heating in amorphous metallic wires //J. Phys. D: Appl. Phys. — 1995. — V. 28.- P. 2398-2403.

33. Семиров A.B., Гаврилюк А.А., Кудрявцев В.О., Моисеев А.А., Букреев Д.А., Семенов A.J1., Ущаповская З.Ф. Влияние отжига на импедансные свойства упругодеформированных магнитомягких проволок // Дефектоскопия. 2007. - № 10. - С. 3-7.

34. Barandiaran J.M., Hernando A. Magnetostriction influence on the giant magnetoimpedance effect: a key parameter // JMMM. — 2004. — V. 268.- P. 309-314.

35. Tsuya N., Arai K.I. Magnetostriction of ribbon-form amorphous and crystalline ferromagnetic alloys //J. Appl. Phys. — 1979. — V. 50. — P. 16581660.

36. Gonzalez Estevez J., E Du Tremolet de Lacheisseret. The effect of annealing on the magnetostriction of the Co70Mnl0B20 amorphous alloy //J. Phys.: Condens. Matter. 1990. - V. 2. - P. 6235-6237.

37. Bydzovsky J., Kollar M., Svec P., Kraus L., Jancaric V. Magnetoelastic properties of CoFeCrSiB amorphous ribbons: a possibility of their application // J. Electrical Engineering. 2001. - V. 52. - P. 1-5.

38. Hernando A. Influence of the tensile stress on the magnetostriction, resistivity and magnetic anisotropy of Co-rich metallic glasses. TSRO and CSRO correlation // Physica Scripta. 1988. - V. T24. - P. 11-21.

39. Tejedor M., Hernando В., Sanchez M.L., Prida V.M., Vazquez M. The magnetostriction and stress dependence of the magnetoimpedance effect in ribbons of amorphous FeCoMoSiB // J. Phys. D: Appl. Phys. — 1998. — V. 31. P. 2431-2437.

40. Смирнов В.В., Фролов В.В. Аморфные магнитные материалы // Справочник по электротехническим материалам, М.: Эиергоатомиздат, 1988. Т. 3. - С. 146-155.

41. Amalou F., Gijs М.А.М. Giant magnetoimpedance of chemically thinned and polished magnetic amorphous ribbons // J. Appl. Phys. — 2001. — V. 90. P. 3466-3470.

42. Kurlyandskaya G.V., Miyar V.F. Surface modified amorphous ribbon based magnetoimpedance biosensor // Biosensors and Bioelectronics. — 2007. — V. 22. P. 2341-2345.

43. Alves F., Barrue R. Anisotropy and domain patterns of flash stress-annealed soft amorphous and nanocrystalline alloys // JMMM. — 2003. — V. 254255. P. 155-157.

44. Saad A., Garcia J.A., Kurlyandskaya G.V., Santos J.D., Elbaile L. Influence of residual stresses and their relaxation on giant magnetoimpedance of CoFeSiB metallic glasses // Jap. J. Appl. Phys. 2005. - V. 44. - P. 4939-4944.

45. Fal-Miyar V., Kurlyandskaya G.V., Garcia J.A., Elbaile L., Crespo R.D., Tejedor M. Surface magnetic properties of Co69Fe4Sil5B12 when DC and AC currents flow through the ribbon // JMMM. 2006. - V. 304. - P. e853-e855.

46. Saito K., Park H.S., Shindo D., Yoshizawa Y. Magnetic domain sructure in Fe78.8-xCoxCu0.6Nb2.6Sil9B9 nanocrystalline alloys studied by Lorentz microscopy // JMMM. 2006. - V. 305. - P. 304-309.

47. Harrison E.P., Turney G.L., Rowe L.L. Electrical properties of wires of high permeability // Nature. — 1935. — V. 135. — P. 961.

48. Mohry K., Kohzawa T., Kawashima K., Yoshido H., Panina L.V. Magnetoin-ductive effect (MI effect) in amorphous wires // IEEE Trans. Magn. — 1992. V. 28. - P. 3150-3152.

49. Beach R.S., Berkowitz A.E. Giant magnetic field dependent impedance of amorphous FeCoSiB wire // Appl. Phys. Lett. — 1994. — V. 64. P. 36523654.

50. Panina L.V., Mohri K. Magnetoimpedance effect in amorphous wires // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 65. - P. 1189-1191.

51. Sommer R.L., Chien'C.L. Role of magnetic anisotropy in the magnetoimpedance effect in amorphous alloys // Appl. Phys. Lett. — 1995. — V. 67. — P. 857-859.

52. Tejedor M., Hernando B., Sanchez M.L., Garcia-Arribas A. Influence of induced anisotropy on magneto-impedance in Co-rich metallic glasses // JMMM. 1996. - V. 157-158. - P. 141-142.

53. Sartorelli M.L., Knobel M., Schoenmaker J., Gutierrez J. Barandiaran J.M. Giant magneto-impedance and its relaxation in CoFeSiB amorphous ribbons // Appl. Phys. Lett. 1997. - V. 71. - P. 2208-2210.

54. Knobel M., Sanchez M.L., Gomez-Polo C., Marin P. Vazquez M. Hernando A. Giant magneto-impedance effect in nanostructured magnetic wires //J. Appl. Phys. 1996. - V. 79. - P. 1646-1654.

55. Chen C., Luan K.Z., Liu Y.H., Mei L.M., Guo H.Q., Shen B.G., Zhao J.G. Giant magnetoimpedance effects in the soft ferromagnet Fe73.5CuNb3Sil3.5-B9 // Phys. Rev. B. 1996. - V. 54. - P. 6092-6094.

56. Tejedor M., Hernando B., Sanchez M.L., Prida V.M., Garcia-Beneytez J.M., Vazquez M., Herzer G. Magnetoimpedance effect in zero magnetostriction nanocrystalline Fe73.5CulNb3Sil6.5B6 ribbons // JMMM. 1998. - V. 185. - P. 61-65.

57. Beach R.S., Smith N., Piatt C.L., Jeers F., Berkowitz A.E. Magneto-impedance effect in NiFe plated wire // Appl. Phys. Lett. 1996. - V. 68. -P. 2753-2755.

58. Nie H.B. Pakhomov A.B., Yan X., Zhang X.X., Knobel M. Giant magneto-impedance in crystalline Mumetal // Solid state communications. — 1999. -V. 112. Pp. 285-289.

59. Ciureanu P., Rudkowski P., Rudkowska G., Menard D., Britel M., Currie J.F., Strom-Olsen J.O., Yelon A. Giant magnetoimpedance effect in soft and ultrasoft magnetic fibers //J. Appl. Phys. 1996. — V. 79. - P. 5136-5138.

60. Vazquez M., Garcia-Beneytez J.M., Sinnecker J.P., Lin Li. Magneto-impedance effect in high permeability NiFeMo permalloy wires //J. Appl. Phys.- 1998. V. 83. - P. 6578-6580.

61. Волчков С.О., Свалов А.В., Курляндская Г.В. Гигантский магнитный импеданс пленочных наноструктур, адаптированных для биодетектирования // Известия высших учебных заведений. Физика. — 2009. — № 8. С. 3-9.

62. Волчков С.О., Лепаловский В.Н., Свалов А.В., Васьковский В.О., Курляндская Г.В. Магнитные свойства и гигантский магнитный импеданс пленочных элементов пермаллой/медь/пермаллой // Известия высших учебных заведений. Физика. — 2009. — № 10. — С. 78-83.

63. Антонов А.С., Гадетский С.Н., Грановский А.В., Дьячков А.Л., Парамонов В.П., Перов Н.С., Прокошин А.Ф., Усов Н.А., Лагарьков А.Н. Гигантский магнетоимпеданс в аморфных и нанокристаллических муль-тислоях // ФММ. 1997. - № 6. - С. 60-71.

64. Garcia D., Kurlyandskaya G.V., Vazquez М., Toth F.I., Varga L.K. Influence of field annealing on the hysteretic behavior of the giant magneto-impedance effect of Cu wires covered with Ni80Fe20 outer shells // JMMM. 1999.- V. 203. P. 208-210.

65. Курляндская Г.В. Гигантский магнитный импеданс и его связь с магнитной анизотропией и процессами намагничивания ферромагнитных структур.: дисс. док. физ.-мат. наук. Екатеринбург. — 2007. — 340 с.

66. Wang X., Yuan W., Zhao Z., Li X., Ruan J., Yang X. Giant magnetoimpe-dance effect in CuBe/NiFeB and CuBe/insulator/NiFeB electroless-deposited composite wires // IEEE Trans. Magn. — 2005. — V. 41. — R 113-115.

67. Анашко A.A., Семиров А.В., Гаврилюк A.A. Магнитоимпедансный эффект в аморфных FeCoMoSiB лентах // ЖТФ. — 2003. Т. 73. — № 4.- С. 49-52.

68. Сокол-Кутыловский O.JI. Магнитоимпедансный эффект в аморфных и нанокристаллических ферромагнитных сплавах // ФММ. — 1997. — Т. 84. № 3. - С. 54-61.

69. Knobel М., Vazquez М., Kraus L. Handbook of Magnetic Materials / Ed. by Buschov K.H.J. Amsterdam: Elsevier, 2003. V. 15. - R 497-564.

70. Machado F.L.A., Rezende S.M. A theoretical model for the giant magnetoim-pedance in ribbons of amorphous soft ferromagnetic alloys // J. Appl. Phys.- 1996. V. 79. - P. 6558-6560.

71. Atkinson D., Square P.T. Phenonemological model for magnetoimpedance in soft ferromagnets //J. Appl. Phys. — 1998. V. 83. - P. 6569-6571.

72. Bushida K., Mohri K. Sensitive magneto-inductive effect in amorphous wires using high-pass filter and micro field sensor // IEEE Trans. Magn. — 1994.- V. 30. P. 4636-4628.

73. Beach R.S., Berkowitz A.E. Sensitive field- and frequency-dependent impedance spectra of amorphous FeCoSiB wire and ribbon //J. Appl. Phys. —1994. V. 76. - P. 6209-6213.

74. Panina L.Y., Mohri K., Ushiyama Т., Noda M., Bushida K. Giant magneto-impedance in Co-rich amorphous wires and films // IEEE Trans. Magn. —1995. V. 31. - P. 1249-1260.

75. Melo L.G.C., Santos A.D. Domain Wall Oscillations in GMI Congfiuration // Mater. Sci. Forum. 1999. - V. 302-303. - P. 219-223.

76. Chen D.X., Munoz J.L. Theoretical eddy-current permeability spectra of slabs with bar domains // IEEE Trans. Magn. — 1997. — V. 33. — P. 2229-2244.

77. Chiriac H., Ovari T.A. Giant magnetoimpedance effect in soft magnetic wire families // IEEE Trans. Magn. 2002. - V. 38. - P. 3057-3062.

78. Kraus L. Theory of giant magneto-impedance in the planar conductor with uniaxial magnetic anisotropy // JMMM. — 1999. — V. 195. — P. 764-778.

79. Chen D.X., Munoz J.L., Hernando A., Vazquez M. Magnetoimpedance of metallic ferromagnetic wires // Phys. Rev. B. — 1998. — V. 57. — P. 1069910704.

80. Chen D.X., Munoz J.L. AC impedance and circular permeability of slab and cylinder // IEEE Trans. Magn. 1999. - V. 35. - P. 1906-1923.

81. Yelon A., Menard D., Britel M., Ciureanu P. Calculations of giant magnetoimpedance and of ferromagnetic resonance response are rigorously equivalent // Appl. Phys. Lett. 1996. - V. 69. - P. 3084-3085.

82. Ринкевич А.Б., Перов Д.В., Васьковский В.О., Лепаловский В.Н. Закономерности проникновения электромагнитных волн через металлические магнитные пленки // ЖТФ. 2009. - Т. 79. - №9. - С. 96-106.

83. Priota K.R., Kraus L., Knobel M., Pagliuso P.G., Rettory С. Angular dependence of giant magnetoimpedance in an amorphous Co-Fe-Si-B ribbon // Phys. Rev. B. 1999. - V. 60. - P. 6685-6691.

84. Антонов А.С. Магнитоимпеданс ферромагнитных микропроволок, тонких пленок и мультислоев при высоких частотах.: дисс. док. физ.-мат. наук. М. 2003. - 214 с.

85. Usov N.A., Antonov A.S., Lagar'kov A.N., Granovsky A.B. GMI spectra of amorphous wires with different types of magnetic anisotropy in the core and shell regions // JMMM. 1999. - V. 203. - P. 108-109.

86. Dong С., Chen S., Hsu T.Y. A modified model of GMI effect in amorphous films with transverse magnetic anisotropy // JMMM. — 2003. — V. 263. — P. 78-82.

87. Kraus. L. The theoretical limits of giant magneto-impedance // JMMM. — 1999. V. 196-197. - P. 354-356.

88. Menard D., Britel M., Ciureanu P., Yelon A. Giant magnetoimpedance in a cylindrical magnetic conductor //J. Appl. Phys. — 1998. — V. 84. — P. 2805-2814.

89. Barandiaran J.M., Garcia-Arribas A., de Cos D. Transition from quasistatic to ferrromagnetic resonance regime in giant magnetoimpedance //J. Appl. Phys. 2006. - V. 99. - P. 103904.

90. Бузников H.A., Антонов А.С., Рахманов А.А. Влияние скручивающих напряжений на магнитоимпеданс аморфных проволок с отрицательной магнитострикцией // ЖТФ. 2009. - V. 79. — №. 2. - Р. 66-71.

91. Kraus L., Malatek М., Yoon S.S., Kim C.G. Asymmetric giant magnetoimpedance in twisted CoFeCrSiB amorphous ribbons // JMMM. — 2006. — V. 304. P. 214-217.

92. Guang Bin M.A., Zheng Hou Z.H.U., Xiao Ge X.I.A., Tang Hua L.I. Pressure stress-impedance effect in FeCuNbSiB amorphous ribbons // Sci. China Ser. E: Tech. Sci. 2009. - V. 52. - P. 2302-2304.

93. Betancourt I., Valenzuela R. The effect of torsion stress on the circumferential permeability of CoFeBSi amorphous wires // IEEE Trans. Magn. — 2003. V. 39. - P. 3097-3099.

94. Sanchez M.L., Hernando В., Olivera J., Prida V.M., Santos J.D., Perez M.J., Gorria P. Torsion and magnetic field effect in the impedance of FeSiBNbCu soft magnetic amorphous wires // JMMM. — 2006. — V. 304. — P. e865-e867.

95. Blanco J.M., Zhukov A., Gonzalez J. Asymmetric torsion stress giant magnetoimpedance in nearly zero magnetostrictive amorphous wires //J. Appl. Phys. 2000. - V. 87. - P. 4813-4815.

96. Priota K.R. Kraus L. Fendrych F. Svec P. GMI in stress-annealed Co77Fe8-B15 amorphous ribbons for stress-sensor applications // The 14th European Conference on Solid-State Transducers. Copenhagen. Denmark, 2000. — P. 753-754.

97. Khobel M., Gomez-Polo C., Vazquez M. Evaluation of the linear magnetostriction in amorphous wires using the giant magneto-impedance effect // JMMM. 1996. - V. 160. - P. 243-244.

98. Kaviraj В., Ghatak S.K. Influence of stress on magneto-impedance in Co71-xFexCr7Si8B14 (x = 0, 2) amorphous ribbons //J. Materials Processing Technology. 2008. - V. 202. - No. 1-3. - P. 119-124.

99. Barandiaran J.M., Hernando A., Ascasibar E. Influence of torsion on the magnetic properties of an amorphous ribbon //J. Phys. D: Appl. Phys. — 1979. V. 12. - P. 1943-1950.

100. Radkovskaya A., Rakhmanov A.A., Perov N., Sheverdyaeva P., Antonov A.S. The thermal and stress effect on GMI in amorphous wires // JMMM. 2002. - V. 249. - P. 113-116.

101. Rakhmanov A.A., Perov N., Sheverdyaeva P., Granovsky A., Antonov A.S. The temperature dependence of the magneto-impedance effect in the Co-based amorphous wires // Sensors and Actuators A. — 2003. — V. 106. — P. 240-242.

102. Bordin G., Buttino G., Cecchetti A., Poppi M. Temperature dependence of magnetic properties and phase transitions in a soft magnetic Co-based nanostructured alloy //J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. - V. 32. — P. 1795-1800.

103. Kim Y.K., Cho W.S., Kim Т.К., Kim C.O. Temperature dependence of magnetoimpedance effect in amorphous Co66Fe4NiB14Sil5 ribbon //J.

104. Appl. Phys. 1998. - V. 83. - P. 6575-6577.

105. Chen G., Yang X.L., Zeng L., Yang J.X., Gong F.F., Yang D.P., Wang Z.C. High-temperature giant magnetoimpedance in Fe-based noanocrystalline alloy // J. Appl. Phys. 2000. - V. 87. - P. 5263-5265.

106. Reem Y.W., Kim C.G, Kim C.O., Kim G.W, Yoon S.S, Temperature Effect on the Asymmetric Giant Magnetoimpedance in Amorphous Materials // IEEE Trans. Magn. 2002. - V. 38. - P. 3084-3086.

107. Tehranchi M.M., Ghanaatshoar M., Mohseni S.M., Coisson M., Vazquez M. Temperature dependence of magnetoimpedance in annealed Co-based ribbons // Journal of Non-Crystalline Solids. 2005. - V. 351. - P. 29832986.

108. Gomez-Polo C., Socolovsky L.M., Knobel M., Vazquez M., Temperature Detection Method Based on the Magnetoimpedance Effect in Soft Magnetic Nanocrystalline Alloys // Sensor Letters. 2007. - V. 5. - P. 196-199.

109. Chiriac H., Marinescu C.S., Ovari T.A. Temperature dependence of the magneto-impedance effect in Co-rich amorphous glass covered wires // JMMM. 2000. - V. 215-216. - Pp. 539-541.

110. Milne J., Gore J., Tomka G., Skull P. Effect of stress, temperature and annealing conditions on the transport properties of amorphous wires // JMMM. 2001. - V. 226-230. - P. 715-717.

111. Gomez-Polo C., Vazquez M. Thermal dependence of magnetoimpedance in FeCrSiBCuNb nanocrystalline alloy // JMMM. 2004. - V. 272-276. -P. 1853-1854.

112. Montero O., Garcia D., Raposo V., Chiriac H., Iniguez J. Temperature effect on the MI ratio of Co68.15Fe4.35Sil2.5B15 // JMMM. 2005. - V. 290-291. - P. 1075-1077.

113. Montero О., Raposo V., Garcia D., Iniguez J. Temperature effects in Co-based amorphous wires // JMMM. 2006. - V. 304. — P. e859-e861.

114. Kurlyandskaya G.V. Giant magnetoimpedance for sensor applications // Encyclopedia Of Sensors. — 2006. V. 4. - P. 205-237.

115. Kuzminski M., Nesteruk K., Lachowicz., Magnetic field meter based on giant magnetoimpedance effect // Sensors and Actuators A. — 2008. — V. 141.- P. 68-75.

116. Kurlyandskaya G.V., Sanchez M.L., Hernando В., Prida V.M., Gorria P., Tejedor M. Giant-magnetoimpedance-based sensitive element as a model for biosensors // Appl. Phys. Lett. 2003. - V. 82. - P. 3053-3055.

117. Shen L.P., Uchiyama Т., Mohri K., Kita E., Bushida K. Sensitive stress-impedance micro sensor using amorphous magnetostrictive wire // IEEE Trans. Magn. 1997. - V. 33. - P. 3355-3357.

118. Gonzalez J., Chen A.P., Blanco J.M., Zhukov A. Effect of applied mechanical stresses on the impedance response in amorphous microwires with vanishing magnetostriction // Phys. Stat. Sol. A. 2002. - V. 189. - P. 599-608.

119. Li D.R., Lu Z.C., Zhou S.X. Magnetic anisotropy and stress-impedance effect in Joule heated Fe73.5CulNb3Sil3.5B9 ribbons // J. Appl. Phys. -2004. V. 95. - P. 204-207.

120. Курляндская Г.В., де Кос Д., Волчков С.О. Магниточувствительные преобразователи для неразрушающего контроля, работающие на основе гигантского магнитоимпедансного эффекта (обзор) // Дефектоскопия.- 2009. № 6. - С. 13-42.

121. Uchiyawa Т., Mohri К., Itho Н., Nakashima К., Ohuchi J., Sudo Y. Car traffic monitoring system using MI sensor built-in disk set on the road // IEEE Trans. Magn. 2000. - V. 36. - P. 3670-3672.

122. Delooze P., Panina L.V., Mapps D.J., Ueno K., Sano H. Effect of transverse magnetic field on thin film magnetoimpedance and application to magnetic recording // JMMM. — 2004. — V. 272-276. — P. 2266-2268.

123. Byon K.S., Yu S.C., Kim C.G. Permeability and giant magnetoimpedance in Co69Fe4.5X1.5Sil0B15 (X = Cr, Mn, Ni) amorphous ribbons // J. Appl. Phys. 2001. - V. 89. - P. 7218-7220.

124. Prida V.M., Gorria P., Kurlyandskaya G.V., Sanchez M.L., Hernando В., Tejedor M. Magneto-impedance effect in nanostructured soft ferromagnetic alloys // Nanotechnology. 2003. - V. 14. - P. 231-238.

125. Семиров A.A., Моисеев A.A., Букреев Д.А., Кудрявцев В.О., Багинский

126. Анашко А.А., Семиров А.В., Гаврилюк А.А., Душутин К.В. Эффект магнитоимпеданса в аморфных металлических лентах на основе кобальта // Деп. в ВИНИТИ Ш430-В2003.

127. Semirov A.V., Gavriliuk А.А., Kudryavtsev V.O., Moiseev A.A., Bukreev D.A. Temperature influence on field dependences of impedance of amorphous CoFeNbSiB wires // Journal of Physics: Conference Series. — 2008. — V. 98. P. 062005.

128. Volchkov S.O., Bukreev D.A., Lepalovskij V.N., Semirov A.V., Kurlyands-kaya G.V. Temperature dependence of magnetoimpedance in FeNi/Cu/FeNi film structures with different geometries // Solid State Phenomena. — 2011.- V. 168-169. P. 292-295.

129. Jifan Hu Hongwey, Qin Juan Chen, Yanzhong Zhang. Giant stress-impedance effect in Fe73.5CuNb3-xVxSil3.5B9 amorphous ribbons // JMMM. 2003.- V. 266. P. 290-295.

130. Китайгородский А.И. Рентгеноструктурный анализ. — M.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1956. 651 с.

131. Китайгородский А.И. Рентгеноструктурный анализ мелкокристаллических и аморфных тел. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1952. 589 с.

132. Глазер В. Основы электронной оптики. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1957. 764 с.

133. P.T. Squire. Magnetomechanical measurements of magnetically soft amorphous materials // Meas. Sci. Technol. — 1994. — V. 5. — P. 67-81.

134. Narita K., Yamasaki J., Fukunaga H. Measurement of saturation magnetostriction of a thin amorphous ribbon by means of small-angle magnetization rotation // IEEE Trans. Magn. 1980. — V. MAG-16. - P. 435-439.

135. Torrejon J., Badini G., Pirota K., Vazquez M. Modied small angle magnetization rotation method in multilayer magnetic microwires // JMMM. — 2007. V. 316. - P. e575-e578.

136. Чистяков B.C. Краткий справочник по электротехническим измерениям. — М.: Энергоатомиздат, 1990. 320 с.

137. Мецик М.С. Методы обработки экспериментальных данных и планирование эксперимента по физике. — Иркутск: ИГУ, 1981. 112 с.

138. Zhang Y.J., Liz Х.Н., Wang S., He К. Y. Temperature dependence of permeability of Co66Fe4Mo2Sil6B12 alloy // Acta Metall. Sin. (Engl. Lett.). 2007. - V. 20. - No 4. - P. 284-286.

139. Kurlyandskaya G.V., Prida V.M., Hernando В., Santos J.D., Sanchez M.L., Tejedor M. GMI sensitive element based on commercial Vitrovac amorphous ribbon // Sensors and Actuators A. — 2004. — V. 110. P. 228-231.

140. Семиров A.B., Букреев Д.А., Кудрявцев В.О., Моисеев А.А., Гаврилюк А.А., Семенов A.JL, Захаров Г.В. Влияние температуры на магнитоим-педанс упругодеформированной ленты состава Fe4Co67Mol.5Sil6.5Bll // ЖТФ. 2009. - Т. 79. - № 11. - С. 25-29.

141. Semirov A.V., Gavriliuk A.A., Bukreev D.A., Kudryavcew V.O., Moiseev A.A. Temperature dependence of magnitoimpedance of FeCoMoSiB foils // Moscow International Symposium on Magnetism: book of abstracts. 2008. P. 124.

142. Семиров А.В., Моисеев А.А., Букреев Д.А., Кудрявцев В.О., Захаров Г.В., Гаврилюк А.А., Сапожников А.Н. Магнитоимпедансное детектирование структурной релаксации аморфных ферромагнитных сплавов // Дефектоскопия. 2010. - № 12. - С. 26-31.

143. Семиров A.B., Букреев Д.А., Моисеев А.А, Волчков С.О., Лукшина

144. Семиров A.B., Букреев Д.А., Лукшина В.А., Моисеев А.А, Волчков

145. C.О., Курляндская Г.В. Магнитные свойства и гигантский магнитоимпедансный эффект в нанокристаллических лентах Fe73.5Sil6.5B6Nb3-Cul // Физические свойства металлов и сплавов: Сб. научных трудов. Екатеринбург, 2009. С.48-52.

146. Okumura H., Laughlin D.E., McHenry M.E. Magnetic and structural properties and crystallization behavior of Si-rich FINEMET materials // JMMM.- 2003. V. 267. - P. 347-356.

147. Kulik T., Zuberek R., Hernando A. Magnetic properties of nanocrystalline Fe73.5CulNb3Sil6.5B6 // JMMM. 1995. - V. 140-144. - P. 433-434.

148. Hampel G., Pundt A., Hesse J. Crystallization of Fe73.5CulNb3Sil3.5B9: structure and kinetics examined by x-ray diffraction and Mossbauer effect spectroscopy // J. Phys.: Condens. Matter. 1992. - V. 4. - P. 3195-3214.

149. Хандрих К., Кобе С. Аморфные ферро- и ферримагнетики. — М.: Мир, 1982. 293 е.

150. Волчков С.О. Магнитные свойства и гигантский магнитный импеданс неоднородных планарных структур на основе Зd-мeтaллoв.: дисс. канд. физ.-мат. наук. Екатеринбург. — 2009. — 233 с.

151. Barandiaran J.M., Fernandez Barquin L., Gomez Sal J.C., Gorria P., Hernando A. Resistivity changes of some amorphous alloys undergoing nano-crystallization // Solid State Communications. — 1993. — V. 88. — No 1.- P. 75-80.

152. Kulik T., Zuberek R., Hernando A. Magnetic properties of nanocrystalline Fe73.5CulNb3Sil6.5B6 // JM. V. 140-144. P. 433-434.- P. 798.