Кристаллизация в аморфном сплаве системы Fe-Cu-Nb-Si-B под действием стационарного и импульсного отжига тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Назипов, Руслан Айратович

• Назипов, Руслан Айратович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Назипов, Руслан Айратович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Аморфные и нанокристаллические сплавы на основе железа с металлоидами

1.1. Структурные особенности аморфных металлических сплавов

1.2. Структурная релаксация, фазовые превращения в аморфных сплавах и некоторые методы их изучения

1.3. Нанокристаллический сплав БШЕМЕТ, особенности получения, примеры исследований фазовых превращений и структуры

1.4. Заключение

Глава 2. Образцы, техника отжига и методы исследования

2.1. Объекты исследований, аморфные сплавы на основе железа

2.2. Устройство для отжига в вакууме Джоулевым нагревом аморфных металлических сплавов

2.3. Устройство для импульсного отжига некогерентным оптическим излучением

2.4. Рентгено-дифракционные измерения

2.5. Мёссбауэровские измерения

2.6. Математическая обработка мёссбауэровских спектров неупорядоченных сплавов на основе железа

железа

3.2. Изменение структуро-фазового состава сплава 5БДСР-1 при

изотермическом Джоулеве отжиге в вакууме

Глава 4. Кристаллизация аморфного сплава системы Fe-Cu-Nb-Si-B при импульсном отжиге мощным некогерентным оптическим излучением

4.1. Импульсный отжиг сплава 5БДСР-2 оптическим излучением электроразряда

4.2. Нанокристаллизация аморфного сплава под действием импульсного оптического некогерентного излучения

Обсуждение результатов и заключение

Выводы

Список работ автора по теме диссертации

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кристаллизация в аморфном сплаве системы Fe-Cu-Nb-Si-B под действием стационарного и импульсного отжига»

ВВЕДЕНИЕ

К настоящему времени магнитные материалы нашли широкое практическое применение. Магнитные материалы применяются в электротехнике и радиотехнике в качестве магнитопроводов дросселей, трансформаторов, электродвигателей, экранов для защиты от э/м полей, головок магнитной записи и пр. Среди многообразия традиционных металлических магнитных сплавов и оксидных ферритов все большее значение приобретают аморфные магнитные металлические сплавы и получаемые из них при помощи термической обработки нанокристаллические сплавы [1].

Нанокристаллические сплавы на основе композиции Ре-Си-КЬ-8ьВ, по сравнению с традиционными магнитными материалами, обладают исключительными магнитомягкими свойствами и в то же время довольно высокой намагниченностью насыщения, что позволяет значительно уменьшить габариты и вес электромагнитных устройств. Уникальные магнитные свойства этих сплавов достигаются при особой структуре материала, которая имеет вид беспорядочно ориентированных нанокристаллов в магнитной аморфной матрице. Размер нанокристаллов составляет около 10 нм, что в несколько раз меньше, чем длина магнитного обмена. Это приводит к тому, что кристаллографическая анизотропия отдельного зерна усредняется по объему и среднее значение анизотропии стохастического магнитного домена становится очень малым. Стандартная технология, при которой формируется наноструктура, заключается в отжиге аморфного сплава Ре-Си-Мз-БьВ в печи в течение 30-60 мин. при температуре около 550°С. К сожалению, в результате отжига сплав не только приобретает уникальные магнитные свойства, но также становится очень хрупким и поверхность его окисляется. Для предотвращения окисления используют термический отжиг в атмосфере инертного газа или в вакууме. Большая хрупкость сплава после отжига является значительной проблемой. Это вызывает необходимость заранее изготавливать заготовку и отжигать её целиком.

С целью уменьшения окисления поверхности аморфного сплава и улучшения механических свойств, с одновременным улучшением магнитных свойств, были предприняты попытки использовать быстрый отжиг аморфных сплавов [2, 3]. Однако такая обработка аморфных сплавов обычно применяется для отпуска избыточных напряжений и наведенной анизотропии, а не формирования нанокристаллической структуры. Для создания однородной нанокристаллической структуры необходимо создать условия, при которых по всему объему образуется множество центров кристаллизации и вместе с тем рост кристаллитов ограничен до величины около 10 нм. Это довольно легко достигается при специально подобранном химическом составе аморфного сплава и режиме термической обработки. Но при быстром отжиге меняются термодинамические условия и возрастают скорости кристаллизации, что затрудняет образование рафинированной нанокристаллической структуры и приводит к одновременному образованию вторичных кристаллических фаз [4,

5].

Одним из методов быстрого отжига поверхности материалов является лазерный импульсный отжиг, который применяется для модификации поверхности полупроводников [6-8]. Высокая локальность этого метода в случае облучения аморфных металлических сплавов является скорее недостатком. Для отжига всей поверхности аморфного сплава можно использовать мощное электромагнитное излучение, генерируемое электрическим разрядом. Такое излучение имеет широкий диапазон длин волн с максимумом интенсивности в видимой и ультрафиолетовой области спектра. Известно, что этот способ был предложен для очистки поверхности подложек перед вакуумным напылением [9, 10]. Позднее было обнаружено, что побочным следствием такой очистки могут быть изменения в структуре материала подложки [11].

Работы по изучению действия электромагнитного излучения мощного электроразрядного источника света на структуру аморфных сплавов были начаты в Казанском университете еще в 2000 году [А1, А2]. Эти работы

являлись продолжением исследований по влиянию мощного некогерентного светового излучения на структуру тонких пленок и подложек [АЗ, 12, 13]. Почти одновременно и независимо другой группой исследователей были проведены исследования влияния импульсного оптического излучения от ламп-вспышек на аморфные сплавы систем Fe-P-Si, Fe-P-V и Fe-P-Si-Mn-V [14-17].

В настоящей работе внимание фокусируется на нерешенных фундаментальных вопросах при исследовании системы Fe-Cu-Nb-Si-B:

1. До сих пор идет обсуждение кристаллической структуры кристаллитов Fe-Si, формирующихся из аморфного состояния. Основываясь на рентгенодифракционных данных кристаллиты могут обладать структурой А2, либо они являются твердыми растворами со структурой В2, совершенной сверхструктурой D03 или образуются кристаллиты со всеми перечисленными структурами одновременно. Также возможно формирование кристаллитов с композиционно неупорядоченной сверхструктурой D03.

2. При использовании импульсного отжига применительно к сплавам системы Fe-Cu-Nb-Si-B были неизвестны условия получения в них такой же нанокристаллической структуры, как и после обычной термической обработки.

3. Не было до конца ясно, каким образом влияет мощное импульсное некогерентное электромагнитное излучение, в диапазоне от оптического до ультрафиолетового, на структуру аморфного сплава на основе железа. Было неизвестно, как при таком воздействии в сплаве меняются структура, фазовый состав и свойства в зависимости от интенсивности излучения.

Поскольку аморфные сплавы преимущественно получают методом спиннингования расплава [18] и при этом они формируются в виде тонкой (2030 мкм толщиной) ленты, то облучение поверхности такой ленты мощным световым импульсом может привести к изменениям в структуре практически по всей её толщине. Рентгеноструктурный анализ является поверхностным методом, поскольку глубина анализируемого слоя не превышает несколько микрометров. Кроме того, рентгеноструктурные методы исследования при изучении объектов неоднородных на атомном уровне или нанометровых

размеров зачастую являются недостаточно информативными. Хорошим дополнением к рентгенодифракционному структурному методу является ядерная гамма-резонансная (ЯГР) спектроскопия, основанная на эффекте Мёссбауэра. Высокая чувствительность сверхтонких параметров мёссбауэровских спектров к локальному окружению резонансного ядра позволяет уточнить его неэквивалентное состояние и дает дополнительную информацию о локальной атомной структуре исследуемого вещества. Просвечивающая ЯГР спектроскопия является наиболее распространенной, и к тому же она позволяет получать информацию, усреднённую по объему (по всей толщине) исследуемого объекта. В связи с этим рентгеноструктурные, гамма-резонансные и магнитные исследования аморфных сплавов системы Бе-Си-КЬ-8 ¡-В (типа ГШЕМЕТ) при тепловом или световом воздействии на них являются в настоящее время весьма актуальными.

Целью работы является определение фазового состава и выявление особенностей кристаллизации в аморфном сплаве системы Ре-Си-М>-81-В (5БДСР) в результате стационарного джоулева нагрева и мощного импульсного светового отжига.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать комплекс аппаратуры для джоулева отжига аморфных металлических сплавов в вакууме.

2. Разработать комплекс аппаратуры для импульсного отжига аморфных металлических сплавов некогерентным оптическим излучением.

3. Разработать компьютерную программу для математической обработки экспериментальных ЯГР спектров методом восстановления функции распределения сверхтонких полей Р{Н), с одновременным нахождением мёссбауэровских параметров подспектров и учетом линейной корреляции между ними.

4. Методами РСА и ЯГРС исследовать влияние термического и импульсного светового отжига на структуру и фазовые превращения в аморфных сплавах на

основе железа. Выявить оптимальные режимы отжига, при котором образуется нанокристаллическая структура.

5. Провести сравнительные измерения магнитных свойств исследуемых сплавов.

Научная новизна диссертационной работы состоит в проведении системных исследований структурных превращений в аморфном сплаве Ре-Си-КЬ-БьВ после стационарного джоулева и импульсного светового отжига.

1. Установлено, что под действием мощного одиночного светового импульса, в зависимости от его энергии, происходит изменение структуры аморфного сплава в ближнем порядке или кристаллизация, с образованием нескольких фаз (а-Ре-81 и Н-фазы). При таком отжиге окисление поверхности аморфного сплава не происходит, вплоть до полного исчезновения остаточной аморфной фазы.

2. Показано, что при облучении аморфного сплава Ре-Си-М>8ьВ серией световых импульсов несколько меньшей энергией, чем необходимо для кристаллизации сплава при одиночном импульсе, происходит образование нанокристаллической структуры. Кинетика образования нанокристаллитов в аморфной матрице при импульсном отжиге подобна кристаллизации, происходящей при термической обработке этой же системы.

3. Модифицирован регуляризационный метод восстановления функции распределения сверхтонких полей из ЯГР спектров аморфных и нанокристаллических сплавов, с помощью которого установлена структура основной кристаллической магнитной фазы, образующейся при отжиге сплава из аморфного состояния.

Практическая значимость работы. 1. Установленные в наших исследованиях закономерности структурных и фазовых превращений в аморфном сплаве 5БДСР при облучении мощным импульсным некогерентным оптическим излучением позволяют выбрать оптимальные режимы и условия обработки для получения нанокристаллического состояния этого сплава.

2. Полученные данные о структуре и фазовом составе сплава 5БДСР могут быть использованы при оптимизации химического состава и режимов отжига этого сплава.

3. Обнаруженное действие мощного некогерентного оптического излучения на аморфный металлический сплав, при котором происходит его структурная релаксация или кристаллизация, может стимулировать инженерные изыскания в области динамического отжига аморфных сплавов во время изготовления из них магнитопроводов.

4. Разработанная компьютерная программа математической обработки ЯГР спектров может быть использована для ЯГР исследований широкого круга аморфных и нанокристаллических систем и объектов.

Личный вклад.

1. Создание установок для джоулевого отжига в вакууме и импульсного светового отжига. Выполнение экспериментов по отжигу аморфных сплавов на основе железа при различных условиях.

2. Проведение рентгеноструктурных и ЯГР измерений исследуемых сплавов. Обработка и анализ результатов измерений.

3. Создание программы для восстановления функции распределения сверхтонких полей из ЯГР спектров изучаемых сплавов.

4. Проведение математической обработки кривых дифференциального термомагнитного анализа аморфных магнитных сплавов.

5. Проведение измерений магнитных свойств исследуемых сплавов. На защиту выносятся следующие положения:

1. Совместным применением методов РСА и ЯГРС обнаружено, что в результате стационарного джоулевого отжига в вакууме при возрастании температуры в аморфном сплаве 5БДСР системы Ре-Си-М>8ьВ происходят структурные превращения в последовательности: изменение ближнего порядка в аморфном состоянии (структурная релаксация), образование нанокристаллитов в аморфной матрице, образование многофазной поликристаллической структуры (полная кристаллизация). Определена

кристаллическая структура магнитной фазы a-Fe-Si, сформированной после отжига аморфного сплава 5БДСР. Эта фаза обладает композиционно неупорядоченной сверхструктурой D03, концентрация Si в которой меняется от условий отжига.

2. В результате действия на аморфный сплав одиночного импульса некогерентного оптического излучения, при возрастании подводимой энергии, в нем происходят принципиально другие структурные превращения по сравнению с термическим отжигом — нанокристаллическая структура не образуется. При импульсном облучении на воздухе процесс кристаллизации аморфных сплавов на основе железа идет без окисления.

3. Образование нанокристаллитов в аморфной матрице Fe-Cu-Nb-Si-B возможно при облучении сплава серией оптических импульсов меньшей энергии, чем необходимо для кристаллизации при одиночном импульсе. Кинетика нанокристаллизации в аморфной матрице при облучении аморфного сплава 5БДСР серией импульсов некогерентного оптического излучения аналогична кинетике кристаллизации при термической обработке этого сплава.

4. Определены оптимальные режимы стационарного джоулева и импульсного светового отжига, приводящие к улучшению структуры и магнитных свойств сплава.

5. Предложен модифицированный метод Хессе-Рубарча, позволяющий восстанавливать с более высоким разрешением функции распределения сверхтонких полей из экспериментальных ЯГР спектров исследуемых аморфных и нанокристаллических сплавов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Международном симпозиуме "ISVTE-4", "ISTFE-12", "ISPM-7" (Харьков, Украина, 23-27 апреля 2001 года); Всероссийском научно-техническом семинаре "Вакуумная техника и технология - 2004" (Санкт-Петербург, 1-3 июня 2004 года ); Международной конференции "Nanoscale Properties of Condensed Matter Probed by Resonance Phenomena NanoRes-2004" (Казань, 15-19 августа 2004 года); IX

Международной конференции "Мессбауэровская спектроскопия и её применения" (Екатеринбург, 21-25 июня 2004 года); XIV Международном симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел "РЭМ-2005" (Черноголовка, 30 мая - 2 июня 2005 года); Научно-технической конференции "Современное состояние металловедения, к 100-летию со дня рождения А.П.Гуляева" (Москва, 10 декабря 2008 года); XI Международной конференции "Мессбауэровская спектроскопия и её применения" (Екатеринбург, 1-5 июня 2009 года); 8-й Международной научно-технической конференции "Новые перспективные материалы, оборудование и технологии их получения" в рамках 15-й Международной промышленной выставки «Металл-Экспо'2009» (Москва, 1013 ноября 2009 года); 9-й Международной научно-технической конференции "Новые перспективные материалы, оборудование и технологии их получения" в рамках 16-й Международной промышленной выставки «Металл-Экспо'2010» (Москва, 9-12 ноября 2010 года); 2-й Международной конференции «Нанотехнологии и наноматериалы в металлургии» (Москва, 25-26 мая 2011 года в ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина»).

В период с 2000 по 2010 годы результаты исследований обсуждались на ежегодных отчетных конференциях Казанского университета, на Международной научной школе "Когерентная оптика и оптическая спектроскопия" и прочих молодежных и студенческих конференциях.

Публикации. Наиболее существенные результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 11 печатных работах и одной работе в электронном издании.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Объем диссертации 163 страницы, включая 58 рисунков и 11 таблиц. Список литературы содержит 127 наименований.

Благодарности

Хочу выразить свою признательность коллективу кафедры физики твердого тела, основателем которой является наш учитель — профессор Шамиль Шагивалеевич Башкиров.

Я благодарен своему научному руководителю профессору Митину Анатолию Владимировичу, за постановку интересной темы — изучение структурной релаксации в аморфных и нанокристаллических магнетиках.

За оказанную помощь и содействие я искренне благодарен своим коллегам: ассистенту Пятаеву Андрею Васильевичу, Игнатьеву Андрею Алексеевичу, профессору Парфенову Виктору Всеволодовичу, профессору Садыкову Эдгару Камиловичу, Осину Юрию Николаевичу, профессору Русакову Вячеславу Серафимовичу, доценту Ибрагимову Шамилю Зарифовичу, Воробьеву Юрию Николаевичу, доценту Вагизову Фариту Габдулхаковичу и Сидоруку Виктору Александровичу.

За ценные рекомендации по технике импульсного отжига выражаю признательность профессору Тагирову Рафгату Бикмулловичу.

Особую признательность хочу выразить Зюзину Николаю Андреевичу, без помощи и поддержки которого настоящая работа не была бы выполнена.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Назипов, Руслан Айратович

ВЫВОДЫ

1. Предложен и экспериментально реализован метод импульсного светового отжига для получения нанокристаллической структуры при кристаллизации аморфного сплава Fe-Cu-Nb-Si-B, который заключается в многократном облучении ленты из аморфного сплава световыми импульсами с определенной интенсивностью. Проведено сопоставление результатов, полученных при импульсном световом отжиге, с результатами, полученными при термическом отжиге аморфных сплавов этой же системы.

2. Совместные рентгеноструктурные и ЯГР исследования кристаллизации аморфного сплава 5БДСР при термическом отжиге показали, что в области температур отжига от 500 до 700°С образуется нанокристаллическая структура, со средним размером зерна около 10 нм. Выше 700°С нанокристаллическая структура трансформируется в поликристаллическую структуру, которая состоит из зерен 0Ci-Fe-Si и Н-фазы. Сформированные кристаллиты ai-Fe-Si в нанокристаллическом и поликристаллическом состоянии имеют структуру композиционно неупорядоченного D03. При переходе нанокристалл-поликристалл меняется концентрация Si в фазе ai-Fe-Si от Cs,~ 18,5 ат.% до Csí ~ 14 ат.%.

3. Показано, что при однократном облучении мощным световым импульсом происходит формирование поликристаллической структуры и образуются две кристаллические фазы: oci-Fe-Si со структурой DO3 и концентрацией Si около 17 ат.% и Н-фаза. Нанокристаллическая структура не образуется. Импульсный световой отжиг аморфного сплава в воздушной атмосфере не приводит к окислению вплоть до его полной кристаллизации.

4. Установлено, что при облучении серией импульсов с меньшей энергией, чем необходимо для кристаллизации при одиночном импульсе, происходит формирование нанокристаллической структуры. Кинетика формирования такой структуры для системы Fe-Cu-Nb-Si-B из аморфного состояния при отжиге серией импульсов аналогична кинетике кристаллизации этой же системы при изотермическом отжиге.

5. Как при термическом отжиге, так и при импульсном отжиге аморфного сплава Ре-Си-ЫЪ-^ьВ происходят изменения макроскопических магнитных свойств. Определены условия отжига, при которых магнитные свойства достигают своих оптимальных значений.

6. Модифицирован метод восстановления функции распределения сверхтонких полей из экспериментальных ЯГР спектров с учетом линейной корреляции между параметрами подспектров. Это позволяет находить неэквивалентные состояния железа из асимметрично уширенных магниторасщепленных ЯГР спектров исследуемых аморфных и нанокристаллических сплавов.

СПИСОК РАБОТ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

AI. Митин, A.B. Рентгеноструктурные и мёссбауэровские исследования аморфного сплава 7421 после фотоимпульсной и электроплазменной обработки/ A.B. Митин, P.A. Назипов, В.А. Сидорук, H.A. Зюзин, A.B. Пятаев, Г.А. Новиков, С.С. Царевский // Четвертая молодежная научная школа "Когерентная оптика и оптическая спектроскопия", Казань, 26-28 октября, 2000: Сборник статей. — Казань: КГУ, 2000. — С. 265-272.

А2. Митин, A.B. Воздействие ультрафиолетового облучения и плазмы электрического разряда на свойства аморфного сплава FeysSiigBi^.s /

A.B. Митин, H.A. Зюзин, В.А. Сидорук, Р.А Назипов., Г.А Новиков // ISVTE-4, ISTFE-12, ISPM-7, Харьков, 23-27 апреля 2001: Сборник трудов. — Харьков: ННЦ ХФТИ, 2001 — С. 443-446.

A3. . Зюзин, H.A. Исследование изменений структуры и свойств Y и Bi ВТСП пленок под воздействием п, гамма и ультрафиолетового излучения / H.A. Зюзин,

B.А. Сидорук, Н.Г. Ивойлов, P.A. Назипов, С.С. Царевский// ISVTE-4, ISTFE-12, ISPM-7, Харьков, 23-27 апреля 2001: Сборник трудов. — Харьков: ННЦ ХФТИ, 2001 —С. 417-421.

A4. Назипов, P.A. Электронно-микроскопический анализ поверхности нанокристаллического сплава на основе железа / P.A. Назипов, Ю.Н. Осин, H.A. Зюзин, A.B. Митин, A.B. Пятаев // Тез. докл. XIV Российского симпозиума по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (РЭМ-2005) "Применение растровой электронной микроскопии в микроэлектронике, физике твердого тела, медицине, химии и т.п.", Черноголовка, май-июнь 2005 г. - Черноголовка, 2005. -С. 175. А5. Назипов, P.A. Определение элементного состава и изучение поверхности нанокристаллических металлических сплавов методом сканирующей электронной микроскопии / P.A. Назипов, Ю.Н. Осин, H.A. Зюзин, A.B. Митин // Девятая молодежная научная школа "Когерентная оптика и оптическая спектроскопия", Казань, КГУ, 2005: Сборник статей. - Казань: КГУ, 2005. -С.

237-242.

А6. Назипов, Р.А. Мёссбауэровские и рентгеноструктурные исследования нанокристаллических сплавов на основе железа / Р.А. Назипов, Н.А. Зюзин, А.В. Митин, А.С. Храмов // Тезисы докладов IX Международной конференции «Мёссбауэровская спектроскопия и её применения». - Екатеринбург, 21-25 июня 2004. -С. 68.

А7. Назипов, Р.А. Рентгеноструктурные и мессбауэровские исследования структурных переходов в аморфных сплавах Fe7oSiioBi 5Рг 5 И Fe88Cuo.75Nb3(SiB)8.25 при электрическом отжиге в вакууме / Р.А. Назипов, А.В. Пятаев, Н.А. Зюзин, А.В. Митин, А.С. Храмов // Вакуумная техника и технология. - 2004. - Т. 14, №2. -С. 87-91.

А8. Назипов, Р.А. Особенности кристаллизации в сплаве 5БДСР при импульсном отжиге излучением мощного электрического разряда / Р.А. Назипов, А.А. Игнатьев, Н.А. Зюзин, А.В. Пятаев // Неделя металлов в Москве 10-13 ноября 2009: Сборник трудов. - М.: ОАО АХК ВНИИМЕТМАШ, 2010. -С.182-194.

А9. Nazipov, R.A. Crystallization of amorphous alloy of Fe-Cu-Nb-Si-B under the influence of high-power flashing optical radiation / R.A. Nazipov, N.A. Zuzin, A.V. Mitin // e-prints arXiv: Cornell University Library [Электронный ресурс]. -arXiv:1010.5010, October 2010. - 12 p. - Режим доступа: http://arxiv.org/pdf/1010.5010v 1

A10. Назипов, Р.А. Кристаллизация аморфного сплава системы Fe-Cu-Nb-Si-B под действием мощного импульсного оптического излучения / Р.А. Назипов, Н.А. Зюзин, А.В. Митин // Неделя металлов в Москве 9-12 ноября 2010: Сборник трудов. - М.: ОАО АХК ВНИИМЕТМАШ, 2011. - С. 66-76. А11. Назипов, Р.А. Восстановление распределения плотности вероятности по сверхтонким параметрам из мессбауэровских спектров неупорядоченных сплавов на основе железа / Р.А. Назипов, А.А. Игнатьев, Н.А. Зюзин // Двенадцатая молодежная научная школа "Когерентная оптика и оптическая спектроскопия", Казань, КГУ, 28 - 30 октября 2008: Сборник трудов.

Казань:КГУ, 2008. - С. 190-195.

А12. Назипов, P.A. Определение типа упорядочения нанокристаллитов в сплаве 5БДСР методом модельно-независимой математической обработки Мёссбауэровских спектров / P.A. Назипов // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2010. - №3. - С. 69-77.

А13. Назипов, P.A. Фазовые превращения в аморфном сплаве системы Fe-Cu-Nb-Si-B / P.A. Назипов, A.A. Игнатьев, H.A. Зюзин, Ш.Р. Ибрагимов // Тезисы докладов XI Международной конференции «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения». - Екатеринбург, 2009. - С. 32.

А14. Назипов, P.A. Процессы нанокристаллизации в аморфных сплавах системы Fe-Cu-Nb-Si-B / P.A. Назипов, H.A. Зюзин, A.B. Митин // Ученые записки Казанского государственного университета. - 2005. - Т. 147, кн.2. - С. 8096.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Оригинальная часть работы состоит из последовательно изложенных двух основных частей. В первой части описаны результаты мёссбауэровских и рентгеноструктурных исследований сплава 5БДСР после стационарного Джоулева отжига. Также приведены результаты исследования методом ДТМА аморфных сплавов на основе железа, в том числе 5БДСР. Эти исследования показали, что структура сплава 5БДСР, в зависимости от времени и температуры отжига, проходит через все стадии изменений, характерных для сплавов системы Ре-Си-№>-8ьВ. Была однозначно установлена структура нанокристаллитов агРе(81) при анализе профиля функции распределения по сверхтонким полям Р(Н), полученного восстановлением из экспериментальных мёссбауэровских спектров.

В исходном состоянии и после низкотемпературного отжига до 520°С сплав обладает аморфной структурой. Изотермический отжиг в течение 30 мин., в диапазоне температур между 520° и 710°С, приводит к формированию в сплаве мелкодисперсной кубической фазы в аморфной матрице. По величине уширения дифракционных линий были проведены оценки размеров нанокристаллитов. Средний размер зерен в нанокристаллическом состоянии составил около 10 нм. Размер нанокристаллитов остается постоянным до формирования в сплаве микрокристаллической структуры. После отжига сплава 5БДСР при температурах выше 710°С образуется гексагональная Н-фаза. По величине параметра решетки кубической фазы, рассчитанной из дифракционных данных, была определена концентрация кремния в нанокристаллических зернах, которая составила С31 ~ 18,5 ат.%. При полной кристаллизации сплава, когда аморфная фаза исчезает и образуется сложная микрокристаллическая структура, концентрация кремния в зернах кубической фазы падает до С31 ~ 14 ат %. Диапазон концентраций кремния указывает на то, что кубическая фаза является твердым раствором замещения агРе(81).

Для уточнения структуры кубической фазы сплава 5БДСР в нанокристаллическом и микрокристаллическом состояниях из экспериментальных мёссбауэровских спектров были восстановлены функции распределения по сверхтонким полям Р(Н). Результат обработки, в виде значений центра тяжести максимумов в распределении Р{Н), сравнивался со значением мёссбауэровских параметров (величин сверхтонких полей) парциальных спектров соединений Fe-Si и Fe-B. Из этого сравнения следовало, что основной кристаллической фазой, содержащей железо, было соединение ai-Fe(Si) со структурой D03. Также в распределениях Р(Н) образцов 5БДСР после отжига присутствуют максимумы, которые могут быть отнесены к другим кристаллическим фазам, в частности, к FeiB. Устойчивое положение главных максимумов в распределениях Р(Н), восстановленных из экспериментальных спектров образцов 5БДСР от разных производителей и после отжига в разных условиях, на разных спектрометрах и при разных параметрах целевой функции, позволяет считать этот вывод достоверным.

Во второй оригинальной части работы приводятся результаты исследований кристаллизации аморфного сплава под действием мощного импульсного некогерентного оптического излучения. Было обнаружено явно выраженное различие в последовательности образования кристаллических фаз между стационарным термическим и импульсным отжигами. В результате импульсного отжига мощным некогерентным оптическим излучением в сплаве 5БДСР за один импульс не происходит формирования нанокристаллической структуры, идентичной той, которая формируется при обычном изотермическом отжиге около 550°С в течение часа. При довольно большой энергии, подводимой к источнику света, формирование Н-фазы происходит одновременно с появлением фазы a-Fe(Si), при этом кристаллиты фазы ot-Fe(Si) имеют размер больший, чем необходимо для достижения оптимальных магнитомягких свойств.

Вероятно это различие связано с разницей в протекании диффузионных процессов. Как известно, при отжиге аморфного сплава системы Ре-8ьВ для формирования однородной нанокристаллической структуры в эту систему вводят элементы Си (1 ат. %) и №> (3 ат. %). На первом этапе отжига при температуре 400°С атомы Си формируются в кластеры [44], которые являются основой для зарождения и роста на их границах нанокристаллов а-Ре(81). В то же время атомы №>, концентрируясь в межкристаллитной области, препятствуют росту нанокристаллов а-Ре(81). Наиболее вероятно, отличия в кристаллизации при импульсном и термическом отжигах можно объяснить следующим образом. Для образования кластеров Си, на которых затем происходит первичная кристаллизация а-Ре(81), необходимо некоторое время. Это время зависит от диффузионной подвижности атомов Си. Как показано в работе [44], медь группируется при 400°С уже в течение 5 минут и сформированные кластеры наблюдаются после отжига в течение 1 часа. В работе [66] приводятся результаты исследований кристаллизации сплава типа РГКЕМЕТ в зависимости от времени отжига. По данным [66], для формирования кристаллитов а-Ре(81) при температуре отжига 520°С необходимо не менее 2 мин. За время отжига, не превышающее 8 мин., доля аморфной фазы все еще значительна, это значит, что процесс нанокристаллизации еще не завершился. При импульсном облучении нагрев ленты происходит очень быстро (порядка 500 мкс.), атомы Си, первоначально равномерно распределенные в аморфном сплаве, вероятно не успевают образовать кластеры. Поэтому нет условий для образования равномерно распределенных в аморфном объеме нанокристаллитов а-Ре(81).

Кристаллиты а-Ре(81) в сплаве 5БДСР, сформированные после импульсного отжига аморфного сплава, имеют содержание кремния около 17 ат. %, и оно почти не меняется от величины подводимой к источнику излучения электрической энергии. Тогда как после изотермического отжига не выше температуры 600°С содержание кремния в кристаллитах может достигать 20 ат.%, а после отжига при температуре выше 800°С падает до 14 ат.%. Тот факт, что концентрация атомов кремния в кристаллитах кубической фазы при импульсном отжиге остается постоянной, также может быть объяснено ограничением диффузии атомов из-за кратковременности воздействия.

Кристаллизация аморфной ленты при импульсном световом отжиге затрагивает весь её объем. Несмотря на то, что облучение с помощью открытого источника света происходило с одной стороны образца, необлученная сторона ленты также была кристаллизована. Об этом свидетельствуют идентичные дифрактограммы, полученные от обеих сторон, и трансмиссионные мёссбауэровские спектры. Вид мёссбауэровских спектров образцов после облучения, с большой подводимой энергией, соответствовал полностью кристаллизованным образцам. Аморфная фаза не наблюдалась либо её содержание было очень мало.

Практическое использование импульсного светового отжига может быть перспективным для обработки аморфной ленты непосредственно в процессе изготовления магнитопровода. При этом имеется возможность отказаться от одного технологического этапа — отжига в печи заранее изготовленных магнитопроводов. При импульсном световом отжиге аморфного сплава 5БДСР за один импульс нанокристаллическая структура не образуется, поэтому дальнейшие усилия были направлены на поиск условий, при которых можно было бы сформировать нанокристаллическую структуру. И такие условия были найдены.

Для дозированного и стабильного энергетического воздействия на аморфную металлическую ленту были использованы закрытые источники некогерентного электромагнитного излучения в диапазоне от ПК до УФ — газоразрядные лампы-вспышки. Так же, как и для открытых источников, в результате импульсного светового облучения закрытыми источниками аморфный сплав 5БДСР системы Ре-Си-М>8ьВ кристаллизуется с образованием ряда промежуточных структур, состояние которых зависит от подводимой к лампе электрической энергии. В зависимости от величины подводимой энергии облучаемый сплав: остается аморфным, но меняется ближний порядок; становится нанокристаллическим, с межзеренной границей, состоящей из аморфной фазы либо из мелкодисперсной Н-фазы; становится поликристаллическим, с крупным размером зерен (более 150 нм).

Было сделано предположение, что нанокристаллическое состояние все же можно получить, ускорив спинодальный распад без кристаллизации сплава. Для увеличения скорости спинодального распада использовалось многократное импульсное облучение с подводимой энергией, недостаточной для кристаллизации, но при которой заметны изменения ближнего порядка в аморфном состоянии. Было обнаружено, что при импульсном облучении сплава 5БДСР с подводимой энергией Ее = 9П Дж, нанокристаллическая фаза a-Fe(Si) образуется начиная с N= 10 импульсов.

Кинетика фазового перехода в области нанокристаллизации была исследована с использованием рентгеновской дифракции. Эти исследования показали, что формирование нанокристаллической структуры для системы Fe-Cu-Nb-Si-B при импульсном облучении идет аналогично механизму кристаллизации этой же системы при изотермическом отжиге из аморфного состояния. Кристаллизация происходит только при определенной подводимой энергии и начинается при количестве импульсов свыше N= 5, что можно рассматривать как условное время возникновения кластеров меди и кристаллизационных зародышей фазы a-Fe(Si) на границах с этими кластерами. Малое значение показателя Аврами п ~ 0,5 показывает, что формирование зародышей происходит до роста кристаллических зерен a-Fe(Si) и рост зерен сильно ограничен (сильнее, чем при диффузионно-барьерном росте). Этот результат хорошо подтверждает известные сведения о кинетике кристаллизации в системе Fe-Cu-Nb-Si-B. Таким образом, использование импульсного отжига открывает возможность для изучения кинетики кристаллизации аморфных сплавов и определения энергии активации тех или иных кристаллизационных процессов. Однако для этого требуется знать количество энергии, поглощенное образцом. Постановка этого вопроса в настоящей работе не ставилась.

Проведенные измерения магнитных свойств показали, что кристаллизация ленты происходит преимущественно в объеме, а не затрагивает только поверхностные слои. Хотя исключать неоднородность степени кристалличности по глубине ленты нельзя.

Очень вероятно, что механизм отжига аморфных металлических сплавов подобен механизму лазерного отжига: энергия светового излучения за очень короткое время (пикосекунды), по сравнению с длительностью вспышки, поглощается непосредственно электронной подсистемой. Затем эта энергия последовательно за счет электрон-электронной, электрон-фононной и фонон-фононной релаксации поглощается ионным остовом, и система приобретает некую температуру Тотж^), которая меняется в зависимости от параметров образца и внешних условий за конечное время. При этом импульсный отжиг некогерентным оптическим излучением выгодно отличается от лазерного отжига (за исключением, может быть, эксимерного лазера) тем, что в спектре излучения газового разряда присутствует значительная доля ультрафиолетового излучения, которое эффективно поглощается аморфной металлической лентой с большим содержанием железа [125].

Тот факт, что при интенсивном облучении светом одной стороны ленты противоположная сторона становится тоже кристаллизованной, может быть обусловлен взрывной кристаллизацией. При взрывной кристаллизации выделяется скрытая теплота кристаллизации, которая приводит к повышению температуры системы, что еще больше увеличивает активационный процесс выделения скрытой теплоты. Этот процесс может резко нарастать и кристаллизационная волна будет проходить через весь объем тонкой ленты (25 мкм). Этот механизм возможен в таких метастабильных системах, как аморфные металлические стекла. Изложенные соображения являются только одной из гипотез и не претендуют на окончательное объяснение. Возможны иные механизмы кристаллизации аморфных сплавов при облучении светом. Например, в работе [126] предполагается, что под действием мощного светового импульса разрушаются ковалентные связи, присутствующие в аморфных сплавах железа с металлоидами [127], вследствие чего возникает ударная волна, инициирующая кристаллизацию сплава.

Проведенные исследования ставят новые вопросы как в практическом, так и фундаментальном плане. Направления дальнейших исследований можно сформулировать следующим образом:

1. Изучение процессов кинетики кристаллизации в аморфных сплавах с использованием дозированного по энергии импульсного воздействия. При этом можно уточнить энергию активации, непосредственно измеряя количество энергии, переданное образцу.

2. Изучение взаимодействия интенсивных потоков энергии на метастабильные системы, к которым относятся аморфные металлические стекла. В частности, провести изучение кристаллизации аморфных сплавов под действием ионных и плазменных пучков.

3. Провести исследования, способные дать рекомендации технического характера, в рамках разработки аппаратуры и оборудования для динамического отжига аморфных сплавов в процессе изготовления магнитопровода.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Назипов, Руслан Айратович, 2012 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Митин, А.В. Магнитные нанокристаллические металлические сплавы / А.В. Митин, К.Я. Шайдаров // Электротехника. — 2004. — №4. — С.55-58.

2. Jagielinski, Т. Flash annealing of amorphous alloys / Т. Jagielinski // IEEE Transactions on magnetics. — 1983. — Vol. MAG-19, №5. — P. 1925-1927.

3. Gibbs, M.R.J. D.C. Magnetic properties of metallic glasses after flash annealing / M.R.J. Gibbs, D.-H. Lee, J.E. Evetts // IEEE Transactions on magnetics. — 1984.— Vol. MAG-20, №5. — P. 1373-1375.

4. Kulik, T. Flash annealing nanocrystallization of Fe-Si-B-based glasses / T. Kulilc, T. Horubala, H. Matyjaa // Materials Science and Engineering: A. — 1992. — Vol. 157, №1.—P. 107-112.

5. Allia, P. Nanostructured materials for soft magnetic applications produced by fast DC Joule heating / P. Allia, P. Tiberto, M. Baricco, M. Knobel, F. Vinai // IEEE Transactions on magnetics. — 1994. — Vol. 30, №6. — P. 4797-4799.

6. Штырков, Е.И. Локальный лазерный отжиг ионолегированных полупроводниковых слоев / Е.И. Штырков, И.Б. Хайбуллин, М.М. Зарипов, М.Ф. Галяутдинов, P.M. Баязитов // Физика и техника полупроводников. — 1975. — Т. 9, №10. — С. 2000-2002.

7. Зарипов, М.М. Отжиг ионолегированных слоев под действием лазерного излучения / М.М. Зарипов, И.Б Хайбуллин., Е.И. Штырков // УФН. — 1976. — Т. 120, №4. —С. 706.

8. Двуреченский, А.В. Импульсный отжиг полупроводниковых материалов / А.В. Двуреченский, Г.А. Качурин, Е.В. Нидаев, JI.C. Смирнов. — М.:Наука, 1982.—208 с.

9. Тагиров, Р.Б. Фотодесорбция адсорбированных газов в вакуумных объемах / Р.Б. Тагиров, М.А. Валидов, Н.А. Зюзин, Э.Т. Тальдаев, Н.И. Куксинский, С.А. Паймеров // Физика и техника вакуума. — Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1974. — С. 3-11.

10. Тагиров, Р.Б. Десорбционная способность некоторых источников света,

установленных в вакуумируемых объемах / Р.Б. Тагиров, М.А. Валидов, H.A. Зюзин, Э.Т. Тальдаев, Н.И. Куксинский, С.А. Паймеров // Физика и техника вакуума. — Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1974. — С. 155-158.

11. Либерман, А.Б. Фотоиндуцированный структурный переход в монокристалле Pbo,2Sn0,sS / А.Б Либерман., С.С. Царевский, H.A. Зюзин // Физика твердого тела. — 1996. — Т. 38, №5. — С. 1596-1597.

12. Зюзин, H.A. Формирование структуры тонких многослойных пленок, полученных при воздействии светового излучения в вакууме / H.A. Зюзин, В.А. Сидорук, С.С. Царевский, A.C. Храмов // Третья молодежная научная школа "Когерентная оптика и оптическая спектроскопия", Казань, октябрь, 1999: Сборник статей. — Казань: КГУ, 1999. — С. 173-176.

13. Зюзин, H.A. Влияние мощного некогерентного светового излучения на структуру тонких пленок железа / H.A. Зюзин, С.С. Царевский, В.А. Сидорук, A.C. Храмов, Д.Е. Колесов // Третья молодежная научная школа "Когерентная оптика и оптическая спектроскопия", Казань, октябрь, 1999: Сборник статей. — Казань: КГУ, 1999. —С. 177-179

14. Vavilova, V.V. Nanoscale Crystallization in the Amorphous Alloy Fe79P14.2Si4.4Mn2.2V02 upon Pulsed Photon Annealing / V.V Vavilova., V.M. Ievlev,

A.P. Isaenko, Yu.E. Kalinin, Yu.K. Kovneristyi, N.A. Palii, B.G. Sukhodolov, V.N. Timofeev // Inorganic Materials. — 2003. — Vol. 39, №1. — P. 72-76.

15. Vavilova, V.V. Effects of Thermal Annealing and Pulsed Photon Processing on the Relaxation and Crystallization of Amorphous Fe-P-Si Alloys / V.V. Vavilova, V.M. Ievlev, A.P. Isaenko, Yu.K. Kovneristyi, N.A. Palii, V.N Timofeev. // Inorganic Materials. — 2004. — Vol. 40, №2. — P. 152-160.

16. Vavilova, V.V. Nanocrystallization in Amorphous Fe-P-V Alloys under Pulsed Irradiation / V.V. Vavilova, V.M. Ievlev, Yu.K. Kovneristyi, N.A. Palii, O.V. Serbin,

B.G. Sukhodolov, V.N. Timofeev // Inorganic Materials. — 2004. — Vol. 40, №7. — P. 707-715.

17. Anosova, M.O. Formation of Nanocomposites during Annealing of Amorphous Fe-P-Si Alloys/ M.O. Anosova, Yu.V. Baldokhin, V.V. Vavilova, V.M. Ievlev,

Yu.E. Kalinin, V.P. Korneev, N.A. Palii // Inorganic Materials. — 2009. — Vol. 45, №9. — P. 993-997.

18. Судзуки, К. Аморфные металлы / К. Судзуки, X. Фудзимори, К. Хасимото; Под ред. Ц. Масумото; пер. Е.И. Поляка; Под ред. И.Б. Кекало — М.: Металлургия, 1987. — 328 с.

19. Pankhurst, Q.A. Structural and magnetic anisotropy in amorphous alloy ribbons / Q.A. Pankhurst, L. Fernandez Barquin, J.D. Wicks, R.L. McGreevy, M.R.J. Gibbs // J.Phys.:Condens.Matter. — 1997. — Vol. 9, №26 — P. L375-L383.

20. Ok, Hang Nam. Origin of the perpendicular anisotropy in amorphous Fe82Bi2Si6 ribbons / Hang Nam Ok, A.H. Morrish // Physical Review B. — 1981. — Vol. 23, №5. — P. 2257-2261.

21. Верещагин, M.H. Неоднородность пластической деформации аморфных сплавов на основе железа / М.Н. Верещагин, О.М. Остриков, Д.Б. Зюков // Письма в ЖТФ. — 2004. — Т. 30, №5. — С. 82-87.

22. Pankhurst Q.A. Moment canting in 3d-based amorphous ferromagnets / Q.A. Pankhurst, M.R.J. Gibbs // J.Phys.: Condens. Matter. — 1993. — Vol. 5, №19. — P. 3275-3288.

23. Pankhurst, Q.A. Moment canting in amorphous FeSiB ribbons in applied fields: unpolarized Mossbauer effect studies / Q.A. Pankhurst, J.Z. Jiang, S. Betteridge, M.R.J. Gibbs, G.A. Gehring // J.Phys.: Condens. Matter. — 1995. — Vol. 7, №49. —P. 9571-9593.

24. Русаков, B.C. Мёссбауэровская спектроскопия локально неоднородных систем / B.C. Русаков. — Алматы: ОПНИ ИЯФ НЯЦ РК, 2000. — 431 с.

25. Фролов, Г.И. Физические свойства и применение магнитопленочных нанокомпозитов / Г.И. Фролов, B.C. Жигалов — Новосибирск: Изд. СО РАН, 2006, — 188 с.

26. Глезер, A.M. Аморфные и нанокристаллические структуры: сходства, различия, взаимные переходы / A.M. Глезер // Рос. хим. журн. — 2002. — Т. XLVI, №5. — С. 57-63.

27. Farrow, G. Measurement of crystabity in drawn polyethylene terephthalate

fibres by X-ray diffraction / G. Farrow, D. Preston // British journal of applied physics. — 1960. — Vol. 11, №8. — P. 353-358.

28. Caminti, Ruggero. Structure of Polyethylene from X-Ray Powder Diffraction: Influence of the Amorphous Fraction on Data Analysis/ Ruggero Caminti, Luca Pandolfi, Paolo Ballirano // Journal of Macromolecular Science, Part B. — 2000. — Vol. 39, №4. —P. 481-492.

29. Gedde, Ulf W. Polymer physics / Ulf W. Gedde. — Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2001. — 298 p.

30. Воронина, E.B. Эффекты локального атомного окружения в магнетизме высококонцентрированных неупорядоченных нанокристаллических и частично-упорядоченных сплавов железа с SP-элементами: автореф. дис.... д-ра физ. -мат. наук: защищена 25.12.2009: утв. . / Е.В. Воронина. —Ижевск: ФТИ УрО РАН, 2009. —39 с.

31. Кекало, И.Б. Влияние исходного состояния на кинетику наведения одноосной магнитной анизотропии в аморфном сплаве FesCo7oSiisBio / И.Б. Кекало, А.Н. Жданов, В.Ю. Цветков // ФММ. — 1984. — Т. 58, №2. — С. 403405.

32. Бетехтин, В.И. Избыточный свободный объем и механические свойства аморфных сплавов / В.И. Бетехтин, A.M. Глезер, А.Г. Кадомцев, А.Ю. Кипяткова // ФТТ. — 1998. — Т. 40, №1. — С. 85-89.

33. Докукин, М.Е. Влияние термообработки на необратимые изменения свойств аморфных магнитных металлических сплавов: автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук: защищена 17.06.2004: утв. . / М.Е. Докукин. —М.: МГУ, 2004. — 25 с.

34. Кекало, И.Б. Механизм формирования магнитных свойств аморфного сплава Fe5Co7oSii5Bio при отжиге / И.Б. Кекало, B.JI. Столяров, В.Ю. Цветков // ФММ. — 1983. — Т. 55, №2. — С. 235-242.

35. Кекало, И.Б. Временная нестабильность начальной проницаемости аморфного сплава Fe5Co7oSii5Bio после различных видов магнитного отжига / И.Б. Кекало, А.Н. Жданов, В.Ю. Цветков // ФММ. — 1985. — Т. 59, №1. — С.

85-90.

36. Spivak, L.V. Effect of hydrogen on the properties of amorphous alloys 'finemet' type: PEN-X effect / L.V. Spivak, N.Ye. Skryabina // International Journal of Hydrogen Energy. — 1999. — Vol. 24, №9. — P. 795-799.

37. Szewieczek, D. Structure and mechanical properties of amorphous Fe84Nb7B9 alloy during crystallisation / D. Szewieczek, J. Tyrlik-Held, S. Lesz // JAMME. — 2007. — Vol. 24, №2. — P. 87-90.

38. Fedorov, V.A. Behavior of amorphous metallic alloys under the action of destabilizing influences / V.A. Fedorov, A.V. Jakovlev, A.N. Kapustin, I.V. Vasileva // Re v. Adv. Mater. S с i. — 2009. — Vol. 20, №2. — P. 179-186.

39. Молотилов, Б.В. Методы исследования структуры и свойств аморфных металлов / Б.В. Молотилов, A.M. Глезер // Металловедение и термическая обработка стали: Справ, изд. В 3-х т./ Под. ред. M.JI. Бернштейна,

A.Г. Рахштадта. — 4-е изд., перераб. и доп. Т.1. Методы испытаний и исследования. В 2-х кн. Кн.2. — М.: Металлургия, 1991. — С.155-177.

40. Allia, P. Joule-heating effects in the amorphous Fe4oNi4oB2o alloy / P. Allia, M. Baricco, P. Tiberto, F. Vinai // Physical Review B. — 1993. — Vol.47, №6. — P.3118-3125.

41. Гиржон, B.B. Особенности кристаллизации аморфных металлических сплавов системы Fe-Si-B под влиянием импульсных лазерных нагревов /

B.В. Гиржон, А.В. Смоляков, Т.С. Ястребова, Л.М. Шейко // ФММ. — 2002. — Т. 93, №1. — С. 64-69.

42. Скрипов, В.П. Спинодальный распад (Фазовый переход с участием неустойчивых состояний) / В.П. Скрипов, А.В. Скрипов // УФН. — 1979. — Т. 128, №2. —С. 193-231.

43. Нопо, К. Microalloying effect on the microstructure and properties of nanocrystalline magnetic materials / K. Hono, D.H. Ping, Y.Q. Wu // Proceedings of the 22nd Riso International Symposium on Materials Science: Science of Metastable and Nanocrystalline Alloys Structure, Properties and Modelling / Editors: A.R. Dinesen, M. Eldrup, D. Juul Jensen, S. Linderoth , T.B. Pedersen, N.H. Pryds, A.

Schroder Pedersen, J.A. Wert. — Roskilde: Riso National Laboratory, 2001. — P. 3551.

44. Hono, K. Atom probe studies of nanocrystallization of amorphous alloys / K. Hono, D.H. Ping // Materials Characterization. — 2000. — Vol. 44, №1-2. — P. 203-217.

45. Hono, K. APFIM Studies of Nanocomposite Soft and Hard Magnetic Materials / K. Hono, D.H. Ping // Materials Science Forum. — 1999. — Vol. 307. — P. 69-74.

46. Hono, K. Microalloying Effect of Cu and Nb on the Microstructure and Magnetic Properties of Fe3B/Nd2Fei4B Nanocomposite Permanent Magnets / K. Hono, D.H. Ping, H. Kanekiyo, S. Hirosawa // IEEE Mag. Mag. — 1999. — Vol.35. — P.3265-3264.

47. Ping, D.H. Microstructural characterization of (Feo.sCoo^ssZrvB^u ¡ nanocrystalline alloys / D.H. Ping, Y.Q. Wu, K. Hono, M.A. Willard, M.E. McHenry, D.E. Laughlin // Scripta Materialia. — 2001. — Vol. 45, №7. — P. 781-786.

48. Ohnuma, M. Optimization of the microstructure and properties of Co-substituted Fe-Si-B-Nb-Cu nanocrystalline soft magnetic alloys / M. Ohnuma, D.H. Ping, T. Abe, H. Onodera, K. Hono, Y. Yoshizawa // J. Appl. Phys. — 2003. — Vol. 93, №11. — P. 9186-9194.

49. Hono, K. Cu clustering and Si partitioning in the early crystallization stage of an Fe73.5Sii35B9Nb3Cui amorphous alloy / K. Hono, D.H. Ping, M. Ohnuma, H. Onodera // Acta Materialia. — 1999. — Vol. 47, №3. — P. 997-1006.

50. Jakubczyk, E. Crystallization kinetics of Fe7sSÍ9Bi3 metallic glass / E. Jakubczyk, L. Krajczyk, P. Siemion, M. Jakubczyk // Optica Applicata. — 2007. — Vol. XXXVII, №4. — P. 359-370.

51. Escuer, P.B. Microstructural characterization and modelling in primary crystallization: Programa de doctorat de Fisica Aplicada i Simulacio en Ciencies / P.B. Escuer. Barcelona: Universität Politécnica de Catalunya, 2007, — 105 p.

52. McHenry, M.E. Amorphous and nanocrystalline materials for application as soft magnets / M.E. McHenry, M.A. Willard, D.E. Laughlin // Progress in Material Science. — 1999. — Vol. 44, №4. — P. 291-433.

53. Колмогоров, А.Н. К статистической теории кристаллизации металлов /

A.Н. Колмогоров // Известия академии наук СССР. — 1937. — №1. — С. 355359.

54. Janssens, K.G.F. Computational materials engineering: an introduction to microstructure evolution / K.G.F. Janssens, D. Raabe, E. Kozeschnik, M. Miodownik,

B. Nestler. — USA:Elsevier Academic Press, 2007. — 360 p.

55. Барыбин, A.A. Физико-технологические основы электроники / А.А. Барыбин, В.Г. Сидоров. — СПб.:Издательство "Лань", 2001. — 272 с.

56. Kashchiev, D. Kinetics of two-step nucleation of crystals / D. Kashchiev, P.G. Vekilov, A.B. Kolomeisky // J. Chem. Phys. — 2005. — Vol. 122, №244706. — P. 1-6.

57. Kaloshkin, S.D. The crystallization kinetics of amorphous alloys / S.D. Kaloshkin, I.A. Tomilin // Termochimica Acta. — 1996. — Vol. 280/281. — P. 303-317.

58. Елсуков, Е.П. О стабильных фазах, образующихся при кристаллизации металлического стекла Fe78Bi2Sii0 / Е.П. Елсуков, В.Р. Галахов, Е.Е. Юрчиков,

C.И. Норицин, B.C. Федякина// ФММ. — 1981. — Т. 52, №1. — С. 212-214.

59. Yoshizawa, Y. New Fe-based soft magnetic alloys composed of ultrafine grain structure / Y. Yoshizawa, S. Oguma, K. Yamauchi // J. Appl. Phys. — 1988. — Vol. 64, №10. — P. 6044-6046.

60. Nanocrystalline soft magnetic materials FINEMET®: brochure No. HL-FM10-C [Электронный ресурс]. — Hitachi Metals Ltd., 2005. —- 12 p. — Режим доступа: http://www.hitachi-metals.co.jp/e/prod/prod02/pdf/hl-fm 10-d.pdf

61. Садчиков, В.В. Нанокристаллический сплав 5БДСР / В.В. Садчиков, Е.И. Мальцев, В.В. Соснин // Сталь. — 1997. — №11. — С. 58-67.

62. А06.01 ASTM А772 / А772М - 00(2011) Standard Test Method for ас Magnetic Permeability of Materials Using Sinusoidal Current. — Developed by Subcommittee: A06.01. — Book of Standards Volume: 03.04. — USA: ASTM, 2011. — 344 p.

63. Yoshizawa, Y. Fe-based sofr magnetic alloys composed of ulrafine grain

structure / Y. Yoshizawa, K. Yamauchi // Materials Transaction. — 1990. — Vol. 31, №4. —P. 307-314.

64. United States Patent 5,160,379 Fe-base soft magnetic alloy and method of producing same / Y. Yoshizawa, K. Yamauchi, S. Oguma. — Assignee: Hitachi Metals, Ltd. (Tokyo, JP). — Appl. No.: 07/643,104 . — Filed: Jan. 22, 1991 . — Date of Patent: Nov. 3, 1992.

65. Hampel, G.Crystallization of Fe73,5CuiNb3Sii3,5B9: stucture and kinetics examined by x-ray diffraction and Mossbauer effect spectroscopy / G. Hampel, A. Pundt, J. Hesse // J.Phys.:Condens.Matter. — 1992. — Vol. 4, №12. — P. 3195-3214.

66. Pundt, A. Mossbauer effect studies on amorphous and nanocrystalline Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 / A. Pundt, G. Hampel, J. Hesse // Z.Phys.B.:Condensed Matter.. — 1992. — Vol. 87, №1. — P. 65-72.

67. Ponpandian, N. Low-temperature magnetic properties and the crystallization behaviorof FINEMET alloy / N. Ponpandian, A. Narayanasamy, K. Chattopadhyay, M. Manivel Raja, K. Ganesan, C.N. Chinnasamy, B. Jeyadevan // J.Appl.Phys. — 2003. — Vol. 93, №10. — P. 6182-6187.

68. Stearns, M.B. Internal magnetic fields, isomer shifts, and relative abundances of the various Fe sites in FeSi alloys / M.B. Stearns // Phys. Rev. — 1963. — Vol. 129, №3. —P. 1136-1144.

69. Овчинников, B.B. Мессбауэровские методы анализа атомной и магнитной структуры сплавов / В.В. Овчинников. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 256 с.

70. Paidar, V. Elastic properties and model atomic interactions in Fe-Si alloys / V. Paidar // Czech. J. Phys. B. — 1972. — Vol. 22, №10 — P. 938-951.

71. Martienssen, W. Handbook of Condensed Matter and Materials Data / W. Martienssen, H. Warlimont. — Wtirzburg: Springer Berlin Heidelberg, 2005. — 1119 p.

72. Lin, Jiao. Mossbauer Diffractometry: Principles, Practice, and an Application to a Study of Chemical Order in 57Fe3Al : In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy : Defended May 10 / Jiao Lin. — Pasadena: California Institute of Technology, 2004. — 154 p.

73. Gao, Z.Q. Kinetics of ordering in FeaSi / Z.Q. Gao, B. Fultz // Hyperfine Interactions. — 1994. — Vol. 94, №1. — P. 2361-2366.

74. Okumura, H. Magnetic and structural properties and crystallization behavior of Si-rich FINEMET materials / H. Okumura, D.E. Laughlin, M.E. McHenry // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — 2003. — Vol. 267, №3. — P. 347-356.

75. Abdellaoui, M. Mossbauer effect evidence for disordering induced by mechanical alloying in the Fe-Si system / M. Abdellaoui, E. Gaffet, C. Djega-Mariadassou, T. Barradi // Journal de Physique IV. — 1994. — Vol.04, № C3. — P. C3-285-C3-290.

76. Pradell, T. Nanocrystallisation in Finemet Alloys with Different Si/B Ratios / T. Pradell, D. Crespo, N. Clavaguera, M.T. Clavaguera-Mora // Journal of Metastable and Nanocrystalline Materials. — 1999. — Vol. 1. — P. 83-87.

77. Sedova, M.V. Post-processing and processing treatment and their effect on structure and properties of Finemet films / M.V. Sedova, A.L. Dyachkov, T.A. Furmanova, N.S. Perov // Journal of Non-Crystalline Solids. — 2001. — Vol. 287, №1-3. — P. 104-109.

78. Носкова, Н.И. Электронно-микроскопическое и мессбауэровское исследование структуры и строения сплава Feys.sCuiNbsSio^By в нанокристаллическом состоянии / Н.И. Носкова, В.В. Сериков, А.А. Глазер, Н.М. Клейнерман, А.П. Потапов // ФММ. — 1992. — Vol. 74, №7. — Р. 80-86.

79. Sato Turtelli, R. Magnetic transitions in melt-spun nanocrystalline Fe-Si-Nb alloys / R. Sato Turtelli, J.P. Sinnecker, R. Grossinger, G. Wiesinger, E. de Morais, A. Penton-Madrigal, E. Estevez-Rams // Physica B. — 2006. — Vol. 384, №1-2. — P. 303-305.

80. Zhang, Y.R. Microstructural observations of the crystallization of amorphous Fe-Si-B based magnetic alloys / Y.R. Zhang, R.V. Ramanujan // Thin Solid Films. — 2006.—Vol. 505, №1-2.—P. 97-102.

81. de Manuel, V. Inhomogeneous nanocrystallization of Joule-heated amorphous Vitroperm alloy / V. de Manuel, R.P. del Real // J. Phys. D: Appl. Phys. — 2008. — Vol. 41, №8. — 085001. — 6 p.

82. Lyasotskii, I.V. Metastable and quasiperiodic phasesin rapidly quenched Fe-B-Si-Nb(Cu) alloys / I.V. Lyasotskii, N.B. Dyakonova, E.N. Vlasova, D.L. Dyakonov, M.Yu. Yazvitskii // Phys. stat. sol. (a). — 2006. — Vol. 203, №2. — P. 259-270.

83. Lyasotsky, I.V Metastable phases and nanostructuring nof Fe-Nb-Si-B base rapidly quenched alloys / I.V. Lyasotsky, N.B. Dyakonova, D.L. Dyakonov, E.N. Vlasova, M.Yu. Jazvitsky // Rev.Adv.Mater.Sci. — 2008. — Vol. 18, №8. — P. 695-702.

84. Yoshizawa, Y. Nanocrystalline Soft Magnetic Materials and Their Applications / Y. Yoshizawa. // Handbook of advanced magnetic materials / Editors: Yi Liu, D. (Daisuke) Shindo, David J. Sellmyer. — Vol. 4., Properties and Applications. — USA: Springer, 2006. — P. 124-158.

85. Hyun, Yoon Sung. Distributions of hyperflne parametrs in nanocrystalline Fes3B9Nb7Cui alloys / Yoon Sung Hyun, Kim Sung Baek, Lee Hi Min, Kim Chul Sung // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — 2003. — Vol. 254-255. — P. 507-509.

86. Torrens-Serra, Joan. Study of crystallization process of Fe65Nbi0B25 and Fe7oNbioB2o glassy metals / J. Torrens-Serra, P. Bruna Escuer, J. Rodriguez-Viejo, T. Pradell-Cara, M.T. Clavaguera-Mora. // Rev.Adv.Mater.Sci. — 2008. — Vol. 18, №5. — P. 464-468.

87. Lachowicz, H.K. Nanocrystalline magnets — novel materials for application and basic research / H.K. Lachowicz // Electron Technology. — 1995. — Vol. 28, №4. —P. 215-240.

88. Бетехтин, В.И. Влияние низкотемпературного отжига на морфологию приповерхностных слоев аморфного сплава на основе железа / В.И. Бетехтин, П.Н. Бутенко, А.Г. Кадомцев, В.Е. Корсуков, М.М. Корсукова, Б.А. Обидов, О.В. Толочко // ФТТ. — 2007. — Т. 49, №12. — С. 2118-2124.

89. Физические величины: Справочник. / А.П. Бабичев [и др.] ; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.; Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

90. Кессель Н.И. Открытые источники света для инициирования десорбции молекул / Н.И. Кессель, Э.Ф. Запечельнюк, Н.М. Шувалова, Р.Б. Тагиров //

Сборник аспирантских работ: Точные науки, физика. Часть II. — Казань: Издательство казанского университета, 1977. — С. 32-37.

91. Запечельнюк, Э.Ф. Агрегаты питания некоторых импульсных источников света большой интенсивности / Э.Ф. Запечельнюк, Р.Б. Тагиров, Б.С. Михайлов, И.Г. Сайткулов. — Казань, 1981. — 28 с. — Деп. в ВИНИТИ №304-81.

92. Тагиров, Р.Б. Агрегат для питания импульсных ламп, применяемых для ускорения фотодесорбции газов в вакуумированных объемах / Р.Б. Тагиров, Н.А. Зюзин, С.А. Паймеров, Т.Д. Балакина // Физика и техника вакуума. — Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1974. — С. 428-432.

93. Тагиров, Р.Б. Установка для определения эффективности фотодесорбции молекул импульсным методом / Р.Б. Тагиров, Н.А. Зюзин, Н.И. Куксинский, С.А. Паймеров // Приборы и техника эксперимента. — 1981. — №2. — С. 170173.

94. Тагиров, Р.Б. Роль фотодиссоциации в десорбции молекул воды с поверхности стекла при импульсном облучении / Р.Б. Тагиров, Н.И. Кессель, Н.М. Шувалова, Н.И. Куксинский. — Казань, 1981. — 12 с. — Деп. в ВИНИТИ №1798-78.

95. Wojdyr, М. Fityk: a general-purpose peak fitting program / M. Wojdyr // Journal of Applied Crystallography. —2010. — Vol. 43, №1. — P. 1126-1128.

96. Window, B. Hyperfine field distributions from Mossbauer spectra / B. Window // J. Phys. E: Sci. Instrum. — 1971. — Vol. 4, №5. — P. 401-402.

97. Keller, H. Evalution of hyperfine field distributions from Mossbauer spectra using Window's Fourier method / H. Keller // J. Appl. Phys. — 1981. — Vol. 52, №8. — P. 5268-5273.

98. Hesse, J. Model independent evaluation of overlapped Mossbauer spectra / J. Hesse, A. Rubartsch // J. Phys. E: Sci. Instrum. — 1974. — Vol. 7, №7. — P. 527532.

99. Ивойлов, Н.Г. Конверсионная мёссбауэровская спектроскопия тонких магнитных пленок / Н.Г. Ивойлов, Е.С. Романов, Е.Р. Акст, P.M. Баязитов, // Парамагнитный резонанс. Выпуск 24 / Составитель М.В. Еремин ; Под ред. Б.И.

Кочелаева. —Казань: Изд-во Казанского университета, 1992. — С. 89-151.

100. Акст, Е.Р. Мёссбауэровская спектроскопия модифицированных радиационным воздействием поверхностных слоев сплавов на основе железа : дис. ... канд. физ.-мат. наук: защищена июнь 1997: утв. / Е.Р. Акст. — Казань: КГУ, 1997. — 141 с.

101. ГОСТ 12635-67 Материалы магнитомягкие высокочастотные. Методы испытаний в диапазоне от 10 кгц до 1 Мгц. — М.: Издательство стандартов, 1967. —39 с.

102. Steber, G.R. A low cost automatic impedance brige / G.R. Steber // QST. — 2005.—№10. —P. 36-39.

103. Steber, G.R. An LMS impedance brige / G.R. Steber // QEX. — 2005. — №5. — P. 41-47.

104. Naohara, T. Thermomagnetic gravimetry study of crystallization behaviour in amorphous Fe-Si-B-Nb alloys/ T. Naohara // Philosophical Magazine Letters. — 1998. — Vol. 78, №3. — P. 235-239.

105. Hsiao, A. Crystallization and nanocrystallization kinetics of Fe-based amorphous alloys/ A. Hsiao, Z. Turgut, M.A. Willard, E. Selinger, D.E. Laughlin, M.E. McHenry, R. Hasegawa // Mat. Res. Soc. Symp. Proc., Materials Research Society. -1999. -Vol. 577. -P. 551-556.

106. Borrego, J.M. Thermomagnetic study of devitrification in Fe-Si-B-Cu-Nb(-X) alloys/ J.M. Borrego, C. F. Conde, A.Conde // Philosophical Magazine Letters. — 2000. — Vol.80, №5. — P.359-365.

107. Crisan, O. Filoti Magnetism of nanocrystalline Finemet alloy: experiment and simulation / O. Crisan, J.M. Greneche, J.M. Le Breton, A.D. Crisan, Y. Labaye, L. Berger, G. Filoti // Eur. Phys. J. B. — 2003. — Vol. 34, №2. — P. 155-162.

108. Babich, M. Magnetic properties of amorphous and nanocrystalline FINEMET type iron-based alloys / M. Babich, M. Zakharenko, M. Orlenko // Functional Materials. — 2006. — Vol. 13, №1. — P. 192-196.

109. Gam, D.T.H. Investigation of the Nanocrystallization Process and the Magnetic Properties of Finemet-Like FevssSinsBsNbsCu, Ribbons / D.T.H. Gam, N.D. The,

N.H. Hai, N. Chau, N.Q. Hoa, Md.S. Mahmud // Journal of the Korean Physical Society. — 2008. — Vol. 52, №5. — P. 1423-1426.

110. Michalika, S. Structure and Magnetic Properties of Fe(Mn)-Si-B-Nb-Cu Alloys / S. Michalika, P. Sovaka, J. Bednarcikb, P. Kollara, V. Girmana // Acta Physica Polonica A. — 2009. — Vol. 115, №1. — P.399-402.

111. Mahmud, Md. Sultan. Nanocrystallization and Magnetic Behaviour of Fe73.5-xCrxCuiNb3Sii3 5B9 amorphous alloys / Md. Sultan Mahmud // Asian Transactions on Science & Technology. — 2011. — Vol.01, №03. — P.l-6.

112. Bertotti, G. 7.1.2.3.1 Saturation magnetization and Curie temperature./ G. Bertotti, F. Fiorillo // Wijn, H. P. J. (ed.). SpringerMaterials - The Landolt-Bornstein Database (http://www.springermaterials.com). DOI: 10.1007/10065028 15 [Электронный ресурс]. — Landolt-Bornstein — Group III Condensed Matter Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology. — Vol. 19il: Magnetic Alloys for Technical Applications. Soft Magnetic Alloys, Invar and Elinvar Alloys. —P. 50-51. —Режим доступа: http://www.springermaterials.com/docs/info/10065028_15.html

113. Русаков, A.A. Рентгенография металлов / А.А. Русаков — М.: Атомиздат, 1977.—480 с.

114. Горелик, С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ / С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, Л.Н. Расторгуев. — М.:МИСИС, 2002. — 360с.

115. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. — 416 с.

116. Kraus, W. POWDER CELL — a Program for the Representation and Manipulation of Crystal Structures and Calculation of the Resulting X-ray Powder Patterns / W. Kraus, G Nolze // J. Appl. Cryst. — 1996. — Vol. 29, №3. — P. 301303.

117. Башкиров, Ш.Ш. Магнитная микроструктура ферритов / Ш.Ш. Башкиров, А.Б. Либерман, В.И. Синявский. — Казань: Издательство Казанского университета, 1978. — 182 с.

118. Borrego, J.M. A fitting procedure to describe Mossbauer spectra of FINEMET-

type nanocrystalline alloys / J.M. Borrego, A. Conde, V.A. Peca-Rodrhguez, J.M. Greneche // Hyp.Interact. — 2000. — Vol. 131, №1-4. — P. 67-82.

119. Ok, Hang Nam. Amorphous-to-crystalline transformation of Fe82Bi2Si6/ Hang Nam Ok, A.H. Morrish // Phys. Rev. B. — 1980. — Vol.22, №7. — P. 3471-3480.

120. Rixeckert, G. Crystallization behaviour of amorphous Fevj^CuiNbsSin^Bg / G. Rixeckert, P. Schaaf, U. Gonser // J.Phys.: Condens. Matter. — 1992. — Vol. 4, №50.—P. 10295-10310.

121. Жетбаев, A.K. Фазовые преобразования в имплантационных системах металл-металлоид / А.К. Жетбаев, К.К. Кадыржанов, Т.Э. Туркебаев, B.C. Русаков, М.Ш. Айманов. —Алматы: Гылым, 1995. — 178 с.

122. Sanchez, F.H. Mossbauer study of the local atomic environments in metasable crystalline Fe-B alloys / F.H. Sanchez, J.I. Budnick, Y.D. Zhang, W.A. Hines, M. Choi // Phys.Rev.B. — 1986. — Vol. 34, №7. — P. 4738-4743.

123. Raghavan, V. B-Fe-Si (Boron-Iron-Silicon) / V. Raghavan // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. — 2007. — Vol. 28, №4. — P. 380-381.

124. Maria, Kazi Hanium. Effect of Annealing Temperature on the Soft Magnetic Properties of Fe75.5Cu1Nb1Si13.5B9 Amorphous Alloys / Kazi Hanium Maria, Siba P. Mondal, Shamima Choudhury, S.S. Sikder, M.A. Hakim, D.K. Saha // JETEAS. —

2011. —Vol. 2, №1. — P. 102-108.

125. Knyazev, Yu.V. Dependence of the Optical Properties of Fe78SiioBi2 Amorphous Alloy on Its Structural State / Yu.V. Knyazev, Yu.I. Kuz'min,

A.P. Potapov // Optics and Spectroscopy. — 2009. — Vol. 107, №5. — P. 708-712.

126. Даринский, Б.М. Механизмы ускорения кристаллизации аморфных сплавов при облучении светом / Б.М. Даринский, Л.Ю. Юдин // Известия РАН. Серия физическая. — 2010. — Т. 74, №9. — С. 1355-1359.

127. Графутин, В.И. Электронные свойства аморфного сплава FeCuNbSiB /

B.И. Графутин, Ю.В. Фунтиков, Н.О. Хмелевский // Физика твердого тела. —

2012. — Т.54, №1. — С.29-31.