Struktura i właściwości termomagnetyczne amorficznych i częściowo skrystalizowanych stopów Fe70-xCoxMn10Mo5B15 (0≤x≤0,5)

Abstract

W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i uporządkowania magnetycznego stopów amorficznych Fe70-xCoxMn10Mo5B15 (0 ≤ x≤ 0,5) w stanie po zestaleniu, po obróbkach cieplnych w obrębie stanu amorficznego i po ich częściowej krystalizacji. Materiały badano metodą dyfrakcji promieni X, transmisyjnej mikroskopii elektronowej i spektroskopii Mössbauera oraz wykonano pomiary magnetyzacji w funkcji pola magnesującego i temperatury. Obrazy struktury uzyskane za pomocą wysokorozdzielczego transmisyjnego mikroskopu elektronowego wykazują istnienie obszarów uporządkowania pośredniego zasięgu (MRO — medium range order) o charakterze paramagnetycznym w zakresie temperatur 77–300 K. Zależność magnetyzacji od temperatury przy niskich wartościach indukcji pola magnesującego wyjaśniono jakościowo na podstawie efektu zamrażania spinów, różnej temperaturowej zależności magnetyzacji i anizotropii magnetycznej oraz antyferromagnetycznego sprzężenia wymiennego w parach atomów żelazo-mangan. Temperatura Curie stopu Fe70Mn10Mo5B15 po pierwszej obróbce cieplnej w temperaturze 723 K znacząco maleje do 268 K w porównaniu do punktu Curie dla tego stopu po zestaleniu równej 298 K, następnie po kolejnej obróbce cieplnej rośnie do wartości 282 K. Zatem w przypadku tego stopu obserwujemy tak zwany efekt inwarowy. W stopach domieszkowanych atomami kobaltu Fe69,75Co0,25Mn10Mo5B15 i Fe69,5Co0,5Mn10Mo5B15, po kolejnych wygrzaniach następuje sukcesywny wzrost temperatury Curie, co związane jest z zanikiem efektu inwarowego. We wszystkich badanych stopach produktami pierwotnej krystalizacji są ziarna paramagnetycznej fazy ε-Fe80Mn20, natomiast faza α-Fe pojawia się w próbkach zawierających atomy kobaltu po ostatnim wygrzaniu w temperaturze 903 K. Można przypuszczać, że obszary MRO są typu ε-FeMn i są paramagnetyczne w temperaturze otoczenia, z wartością roszczepienia kwadrupolowego bliska zeru. Największe zmiany entropii magnetycznej występują w temperaturze bliskiej temperatury przejścia fazowego ferromagnetyk-paramagnetyk.