|
Урало-Сибирская научно-практическая конференция |
|
|
|
Ю.Н.
Драгошанский, Б.К. Соколов, В.В.
Губернаторов, В.В. Овчинников, Н.В. Гаврилов, С.В.
Cмирнов, Б.П. Яценко
Магнитомягкие стали и сплавы на основе Fe-Si в виде тонких лент широко используются в переменных магнитных полях в качестве материалов для магнито- проводов в электротехнике и радиоэлектронике. Их основными функциональными характеристиками являются магнитные индукция В и проницаемость μ, потери энергии на перемагничивание Р. В современных анизотропных электротехнических сталях (сплав Fe-3%Si) повышают μ созданием острой кристаллографической текстуры (110)[001]. Однако при этом возрастают размеры: кристаллов, магнитных доменов, вихретоковых магнитных потерь. Согласно теории снижение Р можно обеспечить снижением скоростей смещения доменных границ при перемагничивании. Для реализации этого разработан эффективный метод сужения полосовых магнитных доменов структурными барьерами (вопреки общепринятым представлениям о неоднородностях как источниках дополнительных потерь). Барьеры создают в виде узких зон структурных неоднородностей, ориентированных поперек оси текстуры, используя локально-лазерную обработку (ЛЛО) [1], либо сжатием поверхности, используя ионно-лучевую обработку (ИЛО) ионами аргона [2]. При ЛЛО магнитные поля рассеяния над зонами воздействия и продольное растяжение, возникающее в межзонных промежутках, приводят к уменьшению доли поперечно намагниченных магнитных фаз, измельчению полосовых доменов и формированию клиновидных доменов-зародышей перемагничивания. Наибольший эффект снижения магнитных потерь (12-16%) достигается в крупнокристаллических сталях с наиболее острой ребровой текстурой и малой толщиной ленты при плотности излучения ~1 Дж/см2 [1]. Облучение ионами аргона приводит к сжатию очень тонкого (менее 1 мкм) поверхностного слоя ленты ферромагнитного сплава и растяжению внутриобъемных слоев. При этом создаются узкие Б-домены на поверхности, и сужаются А-домены внутри материала. Профиль смещающихся доменных границ при перемагничивании становится более плоским. Эти изменения магнитной доменной структуры аналогичны тем, которые наблюдаются при нанесении магнитоактивных (растягивающих материал) электроизоляционных покрытий. Наибольшее снижение потерь (20-30%) при ИЛО наблюдается при дозе облучения ~ 1016 ион/см2, независимо от времени её поглощения (то есть независимо от процесса возможного нагрева материала при облучении). При использовании ЛЛО или ИЛО значительное снижение вихретоковой составляющей и полных магнитных потерь (на 30-40% и 20-25% соответственно) получили и на тончайших лентах магнитомягких аморфных сплавов на основе Fe-Si, в частности в сплаве Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9. С увеличением частоты перемагничивания и амплитуды магнитной индукции, приводящих к увеличению скоростей смещения доменных границ и к превышению доли вихретоковой составляющей магнитных потерь, эффект снижения общих потерь при ЛЛО или ИЛО возрастает. Показано, что положительный эффект каждого из высокоэнергетических воздействий, рассмотренных выше, может быть усилен высокочастотной термомагнитной обработкой, снижающей локальную стабилизацию доменных границ, а также нанесением магнитоактивных электро-изоляционных покрытий, увеличивающих преимущество продольной ориентации намагниченности в ферромагнитных лентах. В
результате комплексного
использования этих
деформационно-текстурующих
воздействий в анизотропных
магнитомягких материалах
величина μ
может
быть повышена в 4-5 раз, а
мощность магнитных потерь
снижена в 1,5-2 раза [3]. Литература: |
