ИСТИНА

Всестороннее изучение магнитострикционных и магнитоупругих свойств прежде всего способствует выяснению физической природы сил, которые определяют ферри-, антиферро- и ферромагнитное поведение вещества. Исследование магнитострикции представляет интерес при исследованиях новых магнитных материалов. При этом для кристаллических сплавов на основе переходных металлов развиты различные теоретические подходы для расчета магнитострикции (на основе зонной модели, псевдодипольной модели и др.). В то же время для аморфных ферромагнитных сплавов пока еще мало экспериментальных данных. Основной целью данной работы является исследование магнитоупругих свойств аморфных лент в переменных магнитных полях малой напряженности. В процессе работы была изготовлена экспериментальная установка, которая позволяет регистрировать возникающие в аморфных лентах механические колебания, возбуждаемые переменным магнитным полем различной частоты и напряженности. Измерения проводятся в магнитных полях на частотах от 0 до 100 кГц. Установка состоит из следующих частей: генератор колебаний, намагничивающая катушка и зажимы для закрепления образцов, два пьезоэлектрических датчика для контроля упругих колебаний аморфной ленты и осциллограф. Местоположение зажимов и намагничивающей катушки можно изменять в зависимости от размеров лент.. Пьезоэлектрические датчики, двигающиеся на подвижных кронштейнах по направляющей планке, можно фиксировать в любом положении. Плоская катушка небольших размеров (меньше 5 мм шириной) создает на локальном участке ленты переменное магнитное поле напряженностью до 7.5 Э. При определенных частотах переменного поля в ленте возникают механические колебания на удвоенной частоте, регистрируемые с помощью пьезоэлектрических датчиков. Измерения проводились при комнатной температуре ~ 20 °С, и нормальном атмосферном давлении ~760 мм. рт. ст. в магнитно-экранированной комнате, где величина магнитного поля земли уменьшалась на 5%. Измерительная установка позволяет исследовать образцы от 3 до 120 см длиной и шириной до 25 мм. Концы образцов могут быть жестко закрепленными, либо оставаться свободными. Сигнал с пьезоэлектрических датчиков поступают на входы двухлучевого осциллографа. На вход Х поступает переменное напряжение с постоянного добавочного сопротивления R=10 Ом, включенного последовательно с намагничивающей катушкой. Это напряжение пропорционально величине магнитного поля в намагничивающей катушке. Таким образом, одновременно удается контролировать величину магнитного поля в намагничивающей катушке и наблюдать возникающие в образце механические колебания в различных точках образца. Измерения проведены на сплавах Fe70Co24,5 Si2,9B3,1, Fe90,3Ni1,5Si5,2B3 и Fe94,5 Si2,3B2,9 C0,5 с положительной продольной магнитострикцией и сплаве Co72Ni12,2Fe5,7Si6,5B3,6 с отрицательной магнитострикцией. Сплавы предоставлены лабораторией ЦНИЧерМет. В ходе работы было установлено, что при перемагничивании образцов в них возникают продольные и изгибные колебания на различных частотах. Возникновение изгибных колебаний, по-видимому, связано с воздействием градиента магнитного поля катушки на ленту как целое (втягивание или выталкивание из области повышенной напряженности поля). При помещении перемагничиваемого участка лент в постоянное магнитное поле форма и частота колебаний могли резко изменяться. В частности, в ленте пропадали колебания на удвоенной частоте. С помощью полученных зависимостей мы смогли рассчитать скорость распространения волн (скорость звука) в лентах, а так же обнаружить, что в лентах возникают стоячие волны (см. рисунок). Для слава Fe70Co24,5 Si2,9B3,1 значение скорости звука оказалось равным 2.2*103 м/с. По изменению скорости звука в лентах мы предполагаем следить за изменениями структуры материалов.