Итак, аморфными называют металлы и металлические сплавы, у которых отсутствует дальний порядок в расположении атомов. Они получили также название металлических стекол или некристаллических сплавов. Для их приготовления используются различные методы, в основе которых лежит быстрый переход компонентов сплава из жидкого или газообразного состояния в твердое. При этом затвердевание происходит настолько быстро, что атомы вещества оказываются замороженными в тех положениях, которые они занимали, находясь в жидком состоянии.
Следствием такой аморфной структуры являются необычные магнитные, механические, электрические свойства и коррозионная стойкость аморфных металлических сплавов. Например, наряду с высокой магнитной мягкостью – такой, что уровень электромагнитных потерь в аморфных сплавах с высокой магнитной индукцией оказывается существенно ниже, чем во всех известных кристаллических сплавах, эти материалы проявляют исключительно высокие механическую твердость и прочность при растяжении, в ряде случаев имеют близкий к нулю коэффициент теплового расширения, а удельное электросопротивление их в три - четыре раза выше его значения для железа и сплавов Fe-Ni. Наконец, некоторые из аморфных сплавов являются в высшей степени коррозионностойкими.
Существуют два, максимум три, важных для техники класса магнитных аморфных сплавов: это сплавы переходных металлов с металлоидами (ПМ-М), редкоземельных металлов с переходными (РЗМ-ПМ) и переходных металлов с цирконием или гафнием. Сплавы типа ПМ-М обычно содержат около 80 % (ат.) Fe, Со или Ni и в качестве остального – такие элементы, как В, С, Si, Р или Al; производятся они в основном путем быстрого охлаждения расплава, хотя не исключается использование и других способов – таких, как напыление, электроосаждение или химическое осаждение. Входящие в состав сплавов металлоиды необходимы для того, чтобы понизить температуру плавления и обеспечить достаточно быстрое охлаждение расплава ниже его температуры стеклования так, чтобы в результате образовалась аморфная фаза. Стабилизируя аморфное состояние, те же металлоиды радикальным образом изменяют магнитные, механические и электрические свойства сплава в результате перехода части их электронов в d-зону сплава. Следствием предполагаемой изотропности структуры аморфных сплавов типа ПМ-М должны быть очень низкие величины коэрцитивной силы и гистерезисных потерь и высокая магнитная проницаемость - свойства, имеющие важное значение для применения этих сплавов в качестве магнитно-мягких материалов. Эти высокие свойства действительно реализованы для ряда закаленных из жидкого состояния сплавов, и было показано, что для описания их могут быть использованы те же физические модели, что и в случае обычных кристаллических магнитно-мягких материалов. Все вышесказанное справедливо и в отношении разработанных в последнее время аморфных сплавов типа ПМ-Zr(Hf). Эти сплавы содержат как правило ~ 10 % (ат.) Zr или Hf, однако область существования аморфной фазы значительно расширяется при добавке всего лишь нескольких процентов бора. Свойства таких сплавов подобны свойствам сплавов ПМ-М, поэтому и использоваться они будут, по-видимому, в тех же приборах.
Сплавы типа РЗМ-ПМ обычно получаются с помощью ионно-плазменного напыления; свойства их, в частности, низкая величина остаточной намагниченности и большая энергия перпендикулярной анизотропии представляют интерес для применений в устройствах магнитной памяти на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД).
Установлено, что вследствие повышенных магнитных свойств аморфные сплавы являются перспективными материалами для изготовления сердечников больших трансформаторов, а необычное сочетание их магнитных и механических свойств может быть использовано в головках магнитных записывающих устройств, в некоторых типах магнитопроводов в электронике, а также в разнообразных датчиках.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.