Многомасштабная магнитная микроструктура и магнитные свойства быстрозакаленных сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ильин Никита Валерьевич

• Ильин Никита Валерьевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Ильин Никита Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и постановка задачи

Цель диссертационной работы

Для достижения цели были поставлены следующие задачи

Научная новизна

Практическая значимость

Основные положения, выносимые на защиту

Личный вклад автора

Апробация результатов работы:

Публикации

Структура и объем диссертации

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Аморфные металлические сплавы и способы их получения

1.2. Магнетизм амфорных сплавов

1.3. Доменная структура магнитомягких аморфных сплавов

1.4. Модель случайной магнитной анизотропии

1.5. Закон приближения намагниченности к насыщению. Магнитные и структурные корреляции

1.6. Температурная зависимость намагниченности ферромагнетика

1.7. Явление ферромагнитного резонанса

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Материалы и верификация их химического состава

2.2. Доменная структура

2.3. Температурная зависимость намагниченности

2.4. Полевая зависимость намагниченности

2.5. Коэрцитивная сила

2.6. Ферромагнитный резонанс

2.7. Обработка экспериментальных данных

Глава 3. Результаты исследований

3.1. Доменная структура сплавов Ее-Си-ЫЪ-БьВ в исходном с отожженном состояниях

3.2. Исследование сплавов Бе-Си-ЫЬ-БьВ в исходном состоянии методом ферромагнитный резонанс аморфных сплавов

3.3. Намагниченность насыщения быстрозакаленных сплавов Ее-Си-МЪ-БьВ

3.4. Температурное поведение намагниченности сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B. Закон Блоха Т3/2 и магнитные обменные параметры

3.5. Приближение намагниченности к насыщению. Магнитные и структурные корреляции амфорных сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B

3.6. Зависимость структурно-чувствительных параметров аморфных и нанокристаллических сплавов Fe-Cu-NЬ-Si-B от температуры отжига

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА

БЛАГОРОДНОСТИ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Многомасштабная магнитная микроструктура и магнитные свойства быстрозакаленных сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B»

Актуальность и постановка задачи

Разработка и создание новых материалов на основе развития наукоемких технологий является основой современного научно-технологического развития общества. Все это объединяется единым понятием - материаловедение. Предметом материаловедения является установление закономерностей взаимосвязей «состав -структура (электронная, атомная, нано-, мезо-, микро-, макро-) - технология получения - функциональные (механические, термические, электрические, магнитные, оптические и др.) свойства» материала, а также направленное совершенствование свойств уже известных материалов и создание новых материалов с заданными служебными свойствами.

К новому классу материалов относятся аморфные и аморфно-нанокристаллические сплавы, полученные быстрой закалкой из расплава, которые демонстрируют высокий комплекс физических и химико-технологических свойств. Вследствие особенностей структуры аморфным сплавам свойственны высокие прочность, твердость, пластичность, величины которых существенно превышают достигаемые для конструкционных (кристаллических) металлических материалов.

Изучение процессов эволюции структуры от исходного однородного аморфного состояния к более сложному аморфному и, затем, к частично или полностью кристаллическому, с помощью комплекса современных структурных исследовательских методик и измерения магнитных свойств материала представляется чрезвычайно важным аспектом.

Аморфные и аморфно-нанокристаллические сплавы на основе железа характеризуются повышенной стойкостью к коррозии, что позволяет использование изделий из них в жестких климатических условиях. Особый интерес представляют их мягкие магнитные характеристики, благодаря которым они и находят свое широкое применение в устройствах электроники и наноэлектроники. В силу этого актуальными являются вопросы комплексного

экспериментального исследования этих материалов с использованием общепринятых теоретических моделей.

Среди магнитомягких материалов наибольший научный и практический интерес приобрели быстрозакаленные аморфные и аморфно-нанокристаллические сплавы на основе системы Fe-Cu-NЬ-Si-B. Данные материалы обладают высокими значениями индукции насыщения и магнитной проницаемости наряду с низкими значениями коэрцитивной силы и удельных магнитных потерь.

Для того, чтобы создавать новые материалы с требуемым комплексом служебных свойств, необходимо понимать физическую природу процессов, происходящих в аморфных и аморфно-нанокристаллических металлических сплавах при том или ином внешнем воздействии. Поэтому установление принципиальных закономерностей, определяющих формирование фундаментальных магнитных характеристик магнитомягких быстрозакаленных сплавов Fe-Cu-NЬ-Si-B различного состава в исходном состоянии, а также в процессе структурной эволюции при термическом воздействии несомненно, является весьма важным и актуальным.

Цель диссертационной работы:

Определение основных закономерностей магнитных параметров и изучение магнитной структуры различных пространственных масштабов в аморфных и аморфно-нанокристаллических сплавах Fe-Cu-Nb-Si-B, полученных быстрой закалкой из расплава.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1) развитие экспериментальных методик магнитометрических исследований аморфных и аморфно-нанокристаллических быстрозакаленных сплавов Fe-Cu-NЬ-Si-B различного состава;

2) изучение доменного упорядочения сплавов Fe-Cu-NЬ-Si-B в исходном состоянии и под действием термической обработки; качественная оценка влияния технологии изготовления быстрозакаленных сплавов на формирование макроскопической магнитной анизотропии;

5

3) исследование базовых магнитных характеристик быстрозакаленных сплавов Fe-Cu-NЪ-Si-B; анализ и обобщение поведения параметров обменного взаимодействия сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B с использованием модели спиновых волн;

4) изучение магнитной структуры сплавов в нанометровом масштабе на основе представления о структурных и магнитных корреляциях;

5) определение сценария структурных изменений сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B в процессах релаксации и кристаллизации на основе исследования структурно -чувствительных характеристик; определение оптимальных температурных режимов обработки для получения заданных магнитных параметров сплавов Fe-Си-ЫЪ^ьВ.

Научная новизна:

1) Представлен подробный анализ доменной магнитной структуры сплавов Ее-Си-ЫЪ^ьВ в исходном состоянии и при воздействии термической обработки; на качественном уровне определен вклад технологических особенностей на формирование макроскопической магнитной анизотропии. Показана перспектива использования керровской микроскопии как инструмента для качественного определения структурных неоднородностей аморфных сплавов.

2) Показано существование линейных зависимостей намагниченности насыщения от состава и величины магнитного момента атома железа от среднего числа электронов на атом, что указывает на возможность существования в аморфном состоянии высокоспинового железа.

3) Определены и изучены параметры обменного взаимодействия сплавов Fe-Си-ЫЪ^ьВ: константы обменной и спин-волновой жесткости, длины атомной обменной связи. Обнаружены линейные корреляции спин-волновой жесткости от температуры Кюри и длины атомной обменной связи от состава сплава.

4) Использован метод корреляционной магнитометрии для анализа магнитной структуры на нанометровом масштабе для сплавов Fe-Cu-NЪ-Si-B. Показано, что приближение намагниченности к насыщению описывается тремя степенными

законами, и предложена концепция перехода от изотропных к анизотропным магнитным корреляциям по мере уменьшения поля.

5) Рассчитаны основные магнито-структурные параметры сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B: структурная корреляционная длина и константа локальной магнитной анизотропии. Структурная корреляционная длина указывает на наличие среднего порядка в аморфных сплавах. Полученное значение константы локальной анизотропии значительно превосходит константу анизотропии для кристаллических сплавов на основе железа.

6) Подробно рассмотрен сценарий структурных изменений сплавов Fe-Cu-NЪ-Si-B в процессе релаксации и кристаллизации. Выделено четыре этапа изменений структуры при переходе сплава из аморфного состояния в нанокристаллическое. Продемонстрирован потенциал коэрцитивной силы в качестве индикатора структурных изменений при термообработке аморфных и нанокристаллических сплавов.

Практическая значимость

Комплексное исследование лент быстрозакаленных сплавов Fe-Cu-NЪ-Si-B в исходном состоянии позволило выявить закономерности изменения магнитных характеристик от состава и температур фазовых переходов. Полученные экспериментальные результаты дополняют существующие представления о природе ферромагнетизма аморфных сплавов, а также направлены на развитие модели случайной магнитной анизотропии и метода корреляционной магнитометрии.

Показаны перспективы исследования аморфных сплавов методом магнито -оптической Керр-микроскопии в качестве дефектоскопии.

Изучен сценарий структурных изменений аморфных и аморфно -нанокристаллических сплавов Fe-Cu-NЪ-Si-B c ростом температуры и выделены четыре этапа структурной релаксации, которые определяют их основные магнитные характеристики. Показана перспектива использования коэрцитивной

силы как индикатора структурных изменений при термообработке аморфных и нанокристаллических сплавов.

Полученные в рамках данной работы результаты могут служить для создания и проектирования новых материалов с повышенными магнитными характеристиками и особыми функциональными свойствами.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Использование магнитооптических методов позволяет качественно выделить различные виды макроскопической магнитной анизотропии. Визуализация доменной структуры указывает на наличие локальной легкой оси, перпендикулярной плоскости ленты, что подтверждается анализом петель гистерезиса.

- Применение метода ферромагнитного резонанса для определения намагниченности насыщения сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B. Существование линейных корреляций магнитного момента атома железа от среднего числа электронов на атом и намагниченности насыщения вблизи абсолютного нуля от процентного содержания примесей в сплаве.

- Применение теории спиновых волн для определения параметров обменного взаимодействия в сплавах Fe-Cu-Nb-Si-B. Существование линейных корреляций спин-волновой жёсткости от температуры Кюри и среднеквадратичной длины атомной обменной связи от процентного содержания примесей в сплаве.

- Поведение намагниченности при приближении к насыщению описывается тремя степенными законами в лентах сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B. Применение метода корреляционной магнитометрии указывает на наличие среднего порядка в аморфных сплава, а также более высокую константу локальной анизотропии, по сравнению с кристаллическими сплавами.

- Наличие четырех этапов структурного изменения сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B при переходе из аморфного состояния в нанокристаллическое: механическая релаксация, расслоение амфорной матрицы, кристаллизация и перераспределение закристаллизованного вещества.

- Использование коэрцитивной силы в качестве индикатора структурных изменений при термообработке аморфных и нанокристаллических сплавов, поскольку она отражает более тонкие процессы в изменении структуры по сравнению с традиционными методами, например, таким как сканирующая калориметрия.

Личный вклад автора

Автор участвовал в постановке задач исследования совместно с научным руководителем. Все экспериментальные результаты, включенные в диссертацию, были получены самим автором, либо при его непосредственном участии. Теоретическая обработка, а также визуализация экспериментальных данных проводилась автором самостоятельно. Анализ полученных результатов и сформулированные выводы были сделаны автором самостоятельно. Статьи и доклады на всероссийских и международных конференциях написаны самим автором или при непосредственном участии автора.

Апробация результатов работы:

Основные положения и результаты работы докладывались в виде устных и стендовых докладов на 21 региональных, российских и международных конференциях:

The European Conference PHYSICS OF MAGNETISM (Poznan, Poland, 2021); XXIV Международная конференция «Новое в магнетизме и магнитных материалах» (Москва, Россия, 2021); XVIII региональная научная конференция, "Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование" (Хабаровск, Россия, 2020); Первый Международный междисциплинарный научный конгресс "Фазовые переходы & Новые материалы" (PT&NM) (Шепси, Россия, 2020); Fifth Asian School-Conference on Physics and Technology of Nanostructured Materials ASCO-NANOMAT (Владивосток, Россия, 2020); 62-ая всероссийская научная конференция «Прикладные и фундаментальные вопросы естествознания» (Владивосток, Россия, 2019); 22-й Международный симпозиум «Упорядочение в минералах и сплавах» ОМА-22 (Ростов-на-Дону, Россия, 2019); VIII Байкальская

9

Международная конференция «Новые магнитные материалы. Новые технологии» BICMM-Россия, 2018 (Иркутск, Россия, 2018); XXIII Международная конференция «Новое в магнетизме и магнитных материалах» (Москва, Россия, 2018); XIII Международная конференция «Методологические аспекты сканирующей зондовой микроскопии» (Минск, Беларусь, Россия, 2018); International Conference on Metamaterials and Nanophotonics (METANANO-2017) (Vladivostok, Russia, 2017); 20-й Международный симпозиум «Упорядочение в минералах и сплавах» OMA-20 (Ростов-на-Дону, Россия, 2017); 2-й Международный форум по электроннолучевым технологиям для микроэлектроники - "Техноюнити - ЭЛТМ 2017" (Москва, Россия, 2017); VI Международная молодежная научная школа-конференция «Современные проблемы физики и технологии» (Москва, Россия, 2017); XIX Междисциплинарный, международный симпозиум "Упорядочение в минералах и сплавах OMA-19 (Ростов-на-Дону, Россия, 2016); 58 Всероссийская научная конференция «Фундаментальные и прикладные вопросы естествознания» (Владивосток, Россия, 2015); XIX Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (Черноголовка, Россия, 2015); 57 Всероссийская научная конференция «Фундаментальные и прикладные вопросы естествознания» (Владивосток, Россия, 2014)

Публикации

По теме диссертации опубликовано 29 печатных работ, из них 8 — в изданиях, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации для опубликования основных научных результатов диссертаций.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 135 листах машинописного текста, содержит 54 рисунка и 19 таблиц. Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержащего 135 ссылки.

10

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Аморфные металлические сплавы и способы их получения

Первый аморфный или стеклообразный сплав Au8oSi2o, закаленный непосредственно из расплава, был получен группой ученых по руководством профессора П. Дювеза в 1960г [1]. Он не был стабилен при комнатной температуре, поэтому не подходил для будущих исследований. Последующее десятилетие не было прогресса в этой области [2], за исключением еще одной работы П. Дювеза [3] по получению и исследованию сплава Pd-Si. Основные результаты эксперимента были следующие: 1) полученная аморфная система Pd-Si устойчива при комнатной температуре, температура кристаллизации порядка 400°С; 2) Pd является переходным металлом и может быть заменен на любой другой переходный металл.

Появление методов получения непрерывных аморфных лент (в 70-х годах прошлого столетия, до этого удавалось получать лишь небольшие аморфные пластинки [2]) и возможность их применения ко многим системам металлических сплавов [4] спровоцировало огромный интерес со стороны различных научных групп. Развитие технологии быстрой закалки (rapid solidification) [4-6] позволило представить богатый спектр сплавов с выдающимися свойствами. Их длительное научное и технологическое влияние можно оценить по постоянному притоку научных исследований [7], посвященных фундаментальным вопросам, открытию новых материалов и улучшению технологических процессов, рисунок 1.1.1. К настоящему времени к достижениям технологического процесса быстрой закалки можно отнести следующее: получение тонких магнитомягких аморфных лент, подготовка прекурсоров для нанокристаллических сплавов и их изготовление, создание объемных аморфных сплавов.

Помимо закалки из жидкого состояния на сегодняшний день существуют другие методы получения аморфных сплавов: напыление пленок на охлаждаемую подложку, катодное распыление, электрохимическое и химическое осаждение [8].

Тем не менее, быстрая закалка из жидкого состояния остаётся наиболее распространённым методом [9-11].

I Аморфные сплавы ■ Нанокристаллические сплавы

х

ы н

нан

в

ки то

.й

Ю Cd пр

о о л с и

!=г

8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

ll I I I I I I II II

1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019

Год

Рисунок 1.1.1. Рост числа научных публикаций, посвященных аморфным и нанокристаллических сплавам [7].

Одной из разновидностей быстрой закалки является метод спиннингования (melt spinning technique) - получение амфорных металлических сплавов путем подачи расплава на охлаждаемую поверхность вращающегося медного колеса, рисунок 1.1.2.

Рисунок 1.1.2. Принципиальная схема процесса быстрой закалки из расплава [12].

Расплавленный материал быстро затвердевает со скоростью порядка 106 К/с. Данная технология обуславливает следующие особенности полученных

12

быстрозакаленных лент (рисунок 1.1.3): 1) наличие двух поверхностей раздела -контактной, непосредственно прилегающей к поверхности охлаждаемого колеса, и свободной от его влияния; 2) анизотропию структуры ленты по толщине, что обусловлено температурным градиентом от контактной поверхности к свободной и процессом наплыва сверху расплавленного материала.

Рисунок 1.1.3. Изображения контактной (а) и свободной (б) поверхностей, а также соответствующие им Фурье спектры аморфного металлического сплава, полученного методом быстрой закалки.

Для описания структуры аморфного сплава используются различные модели разупорядоченных сред [8,13,14]. Однако сам по себе аморфный сплав не является идеально разупорядоченным - он представляет собой непрерывно изменяющуюся в ближнем порядке среду. Эти изменения могут касаться как химического состава ближайшего окружения, так и его геометрии. Таким образом, в базовой концепции формируются представления о композиционном и топологическом ближнем порядке [15].

Композиционный ближний порядок характеризует количество возможных перестановок различного сорта атомов относительно данного атома при заданной их пространственной ориентации.

Топологический ближний порядок отражает детали в расположении ближайшего окружения относительно данного атома в независимости от химического состава. В исследовании топологии ближнего порядка центральное место занимает представление о случайной плотной упаковке (СПУ), которая естественным образом возникает в задачах моделирования амфорной структуры [2]. Данная модель была подробна изучена Дж. Д. Берналом и Дж. Л. Финнейем

[2,8,13,16,17]. Для описания СПУ используются полиэдры Воронова, которые по своей сути являются аналогами ячейки Вигнера - Зейтца для аморфного сплава. Моделирование СПУ-структуры по Берналу [14] позволяет выделить следующие важные особенности в топологии ближнего порядка: значение среднего координационного числа 2 = 12.3, что мало отличается от числа ближайших соседей для кристаллических структур с плотной упаковкой, г(ГЦК) = 12; величина средней плотности упаковки составляет = 0.637 (для ОЦК и ГЦК кристаллических структур эта величина значительно больше: ^ = 0.68 и ^ = 0.74 соответственно).

Одно из наиболее важных утверждений, принадлежащее Берналу, относительно жидкого состояния гласит [14,18]: «абсолютно невозможно создать однородную систему точек, плотность которой будет промежуточной между плотностями систем с дальним порядком и плотной упакованной неупорядоченной». Однако экспериментально показано [13,14], что отклонения плотности для аморфных сплавов составляют 6^10% в обе стороны по сравнению с теоретически рассчитанными.

1.2. Магнетизм амфорных сплавов

Основное внимание амфорные сплавы заслужили в первую очередь благодаря возможности создания магнитомягких материалов, что привело к возникновению нового класса веществ - аморфных и нанокристаллических магнитомягких сплавов [19]. Ферромагнетизм этих материалов обусловлен, также, как и в кристаллических телах, наличием элементов с незаполненной электронной оболочкой, например, элементов группы железа: железа, кобальта и никеля. Однако нельзя не отметить создание перспективных материалов на основе редкоземельных элементов [20-22]. Для аморфных и нанокристаллических ферромагнитных сплавов суммарное количество 3 ^-элементов составляет от 60% до 90%, другими важными элементами являются, так называемые, аморфизаторы -элементы, действие которых состоит в увеличении вязкости и ослаблении диффузионных процессов: В, Р, С, Б1, Ое и др. [8,13].

Несмотря на то, что появление аморфных ферромагнетиков сыграло значительную роль в развитии различных областей науки и инженерии, долгое время сохранялось скептическое отношение к наличию магнитных свойств у аморфных сред. Впервые сосуществование структурного беспорядка и магнитного порядка было представлено в теоретической работе А. И. Губанова [23]. Он использовал квазихимический метод в приближении ближайших соседей и обосновал возможность существования ферромагнитного упорядочения в неупорядоченной среде. Более того, были сделаны выводы, которые подтвердились в будущих экспериментах: (1) «некоторые тела, не ферромагнитные в кристаллическом состоянии, могут быть ферромагнитными в аморфном состоянии», и (2) значительное снижение температуры Кюри аморфных сплавов, по сравнению с кристаллическими.

В 1981 г., авторы в работе [24], используя теорию среднего поля, представили выражение связи среднего значения обменного интеграла ]ех с температурой Кюри Тс:

"=4^ (121)

Здесь 2* играет роль среднего числа ближайших соседей. По своему виду (1.2.1) похоже на аналогичное уравнение в теории среднего поля для кристаллических магнетиков в первом приближении Бете [25].

Тем не менее, теоретические исследования возможных способов описания природы магнетизма в аморфных средах не касались очень важного аспекта -крайне высокой магнитной мягкости аморфных ферромагнетиков.

Теория случайной магнитной анизотропии, представленная в работе Р. Альбена, Дж. Беккера и М. Чи [26], хорошо предсказала низкую коэрцитивную силу и высокую магнитную проницаемость аморфных ферромагнетиков, однако, количественное сравнение было не столь успешно. Дальнейшее развитие модели случной анизотропии принадлежит Г. Херцеру: в его работах получено количественное согласование экспериментальных и теоретических данных [2729].

Наличие случайной анизотропии и её эффективное усреднение на масштабах до единиц микрометров не объясняло доменную структуру аморфных сплавов, которая, в свою очередь, возникает в присутствии макроскопической анизотропии. Данная проблема рассматривалась многими авторами, но основной вклад в обоснование и изучение магнитных доменов в аморфных магнетиках был внесен Х. Кронмюллером, Г. Херцером, А. Хубертом, Р. Шаффером [30-32].

В целом, магнитная анизотропия аморфных ферромагнетиков представлена как сложная и многоуровневая. Суммируя экспериментальные данные для лент магнитных аморфных сплавов [27-34], различные типы магнитной анизотропии, порожденные различными структурными неоднородностями, могут быть представлены с помощью таблицы 1.2.1. Наиболее крупномасштабной является магнитная анизотропия быстрозакалённых сплавов, обусловленная технологией прокатки. Масштаб локализации данной анизотропии обычно равен размеру образца. На масштабе нескольких десятков микрон наблюдают неоднородную магнитную анизотропию, связанную с напряжениями, вызванными огромными

градиентами температур, формирующимися в процессе быстрой закалки, а также неоднородностью рельефа поверхности. На субмикронном масштабе существует локальная анизотропия, связанная с формированием стохастических магнитных доменов. Эти домены возникают благодаря случайной магнитной анизотропии, связанной со структурными, упругими либо химическими неоднородностями в нанометровом масштабе. Исследование магнитной анизотропии на различных масштабах выполняется с помощью изучения процессов намагничивания и перемагничивания (M(H), определение коэрцитивной силы Hc), ферромагнитного резонанса (ФМР), наблюдением доменной структуры (МОКЕ), малоугловым рассеянием нейтронов (SANS), а также методом приближения намагниченности к насыщению.

Таблица 1.2.1. Многомасштабность магнитной анизотропии аморфных сплавов.

Причина возникновения Характерный масштаб локализации Направление ОЛН Метод исследования

I Закалочные напряжения, связанные с осью прокатки Размер образца Поперек оси прокатки, при Хо > 0 Hc, M(H), ФМР

Вдоль оси прокатки, при Хо <0

II (А) Неоднородные -закалочные напряжения, связанные с температурным градиентом по толщине ленты ~100 мкм Поперек плоскости ленты при Хо > 0 M(H), MOKE

В плоскости ленты при Хо <

0, (легкая плоскость)

(В) Неоднородные -закалочные напряжения, связанные с неоднородным температурным градиентом в плоскости ленты

Неоднородности рельефа ленты на контактной стороне ~ 10 мкм Вдоль оси прокатки

III Флуктуация локальной магнитной анизотропии в пределах стохастического магнитного домена 0.1-1 мкм Случайное Приближение намагниченности к насыщению, SANS, Не

IV Флуктуации плотности и химического состава на атомном уровне, порождающие флуктуации атомных координаций, упругих напряжений и намагниченности 0.5-100 nm Случайное Приближение намагниченности к насыщению, SANS

1.3. Доменная структура магнитомягких аморфных сплавов

Одной из важнейших особенностей аморфных сплавов является отсутствие в них магнитной кристаллографической анизотропии. Однако исследования [32,33,35] показали, что в таких материалах имеется как локальная, так и макроскопическая анизотропия. Последняя проявляется в характере наблюдаемой в аморфных лентах доменной структуры.

Магнитные домены представляют собой области однородной спонтанной намагниченности, возникновение которых в общем случае продиктовано необходимостью замкнутости магнитного потока. Для идеального ферромагнитного кристалла теоретическое обоснование доменной структуры было представлено Ландау и Лифшицем 1935 году [36]. Схема на рисунке 1.3.1 демонстрирует распределение намагниченности с образованием, так называемых, 180- и 90-градусых доменных стенок. 180-градусные доменные границы возникают, когда разворот намагниченности при переходе от одного домена к другому составляет угол 180°; под определение 90-градусных границ попадают доменные стенки, для которых угол, образованный направлениями намагниченности по обе стороны доменов, равен 90° или близок к этой величине, например, 109° или 71° стенки [37].

Рисунок 1.3.1. Первая реалистичная модель магнитных доменов [36].

В теории микромагнетизма основным принципом образования доменных границ является минимизация полной энергии [38]:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ильин Никита Валерьевич, 2022 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Klement W., Willens R.H., Duwez P. Non-crystalline Structure in Solidified Gold

- Silicon Alloys // Nature. — 1960. — Vol. 187, № 4740 — PP. 869-870.

2. Судзуки К. Аморфные металлы / ред. Масумото Ц., перевод Поляка Е.И., Кекало И.Б — М.: Металлургия 1987. — 328 С.

3. Duwez P., Willens R.H., Crewdson R.C. Amorphous Phase in Palladium — Silicon Alloys / // J. Appl. Phys. — 1965. Vol. 36, № 7. — PP. 2267-2269.

4. Chen H.S., Miller C.E. A Rapid Quenching Technique for the Preparation of Thin Uniform Films of Amorphous Solids // Rev. Sci. Instrum. — 1970. Vol. 41, № 8.

— PP. 1237-1238.

5. Egami T. Magnetic amorphous alloys: physics and technological applications // Reports Prog. Phys. — 1984. Vol. 47, № 12. — PP. 1601-1725.

6. Liebermann H., Graham C. Production of amorphous alloy ribbons and effects of apparatus parameters on ribbon dimensions // IEEE Trans. Magn. — 1976. Vol. 12, № 6. — PP. 921-923.

7. Сайт, предоставляющий досутп к научным публикациям [электронный ресурс] // URL: https://www.sciencedirect.com/.

8. Хандрих К., Кобе С. Аморфные ферро - и ферримагнетики. / перевод Потапова Н. Н. — М.: Мир, 1982. — 296 С.

9. Suryanarayana C. Rapid Solidification Processing // Encyclopedia of Materials: Science and Technology. — Elsevier, 2002. — PP. 1 -10.

10. Shirzadi A.A. Development of Auto Ejection Melt Spinning (AEMS) and its application in fabrication of cobalt-based ribbons / Shirzadi A.A., Koziel T, Cios G, Bala P // J. Mater. Process. Technol. — 2019. — Vol. 264. — PP. 377-381.

11. Abrosimova G., Aronin A. Amorphous and Nanocrystalline Metallic Alloys // Progress in Metallic Alloys. — InTech, 2016. — PP. 45-83

12. Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов [электронный ресурс] // URL: https://thesaurus.rusnano.com/wiki/article3657.

13. Металлические стекла. Выпуск 2. Атомная структура и динамика,

электронная структура, магнитные свойства / перевод Бек Г., Гюнтеродта Г. — М.: Мир — 456 с.

14. Заиман Д. Модели беспорядка. Теоретическая физика однородно неупорядоченных систем. — М.: Мир, 1982. — 592 С.

15. Кекало И.Б. Процессы структурной релаксации и физические свойства аморфных сплавов. Том 1. — М.: НИТУ МИСиС, 2014. — 436 С.

16. Finney J.L. Random Packings and the Structure of Simple Liquids. I. The Geometry of Random Close Packing // Proc. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci. — 1970. Vol. 319, № 1539. — PP. 479-493.

17. Bernal J.D., Mason J. Packing of Spheres: Co-ordination of Randomly Packed Spheres // Nature. 1960. — Vol. 188, № 4754. — PP. 910-911.

18. Bernal J.D. Geometry of the Structure of Monatomic Liquids // Nature. — 1960. Vol. 185, № 4706. — PP. 68-70.

19. Bertotti G. Magnetic properties of rapidly quenched soft magnetic materials / Bertotti G., Ferrara E., Fiorillo F.,Tiberto P. // Mater. Sci. Eng. A. — 1997. Vol. 226-228. — PP. 603-613.

20. Connell G.A.N., Bloomberg D.S. Amorphous Rare-Earth Transition-Metal Alloys // Physics of Disordered Materials. — Boston, MA: Springer US, 1985. — PP. 739-752.

21. Lee K., Heiman N. Magnetism in rare earth-transition metal amorphous alloy films // AIP Conference Proceedings. AIP. — 1975. Vol. 24. — PP. 108-109.

22. Rusanov B.A. Effects of Rare-Earth Metals on the Thermal Stability and Glass-Forming Ability of Al-Ni-Co-R Amorphous Alloys / Rusanov B.A., Sidorov V.E., Svec P., Svec P., Janickovic D. // Russ. J. Inorg. Chem. — 2020. — Vol. 65, № 5. — PP. 663-667.

23. Губанов А.И. Квазиклассическая теория аморфных ферромагнетиков // Физика твердого тела. — 1960. — Т. 2, № 3. — С. 502-505.

24. Kaneyoshi T., Fittipaldi I.P. A Theory of an Amorphous Ferromagnet // Phys. status solidi. — 1981. — Vol. 105, № 2. — PP. 629-632.

25. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные свойства вещества /

перевод Смоленский Г.А., Писарев Р.В. — М.: Мир, 1983. — 304 С.

26. Alben R., Becker J.J., Chi M.C. Random anisotropy in amorphous ferromagnets // J. Appl. Phys. — 1978. — Vol. 49, № 3. — PP. 1653-1658.

27. Herzer G. Modern soft magnets: Amorphous and nanocrystalline materials // Acta Mater. — 2013. — Vol. 61, № 3. — PP. 718-734.

28. Herzer G. Grain size dependence of coercivity and permeability in nanocrystalline ferromagnets // IEEE Trans. Magn. — 1990. — Vol. 26, № 5. — PP. 1397-1402.

29. Herzer G. Nanocrystalline Materials: Magnetism // Encyclopedia of Materials: Science and Technology. — Elsevier, 2001. — PP. 5897-5901.

30. Kronmüller H., Gröger B. Domains, domain walls and the coercive field of amorphous ferromagnets // J. Phys. — 1981. — Vol. 42, № 9. — PP. 1285-1292.

31. Hubert A., Schäfer R. Magnetic Domains. — Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1998. — 686 P.

32. Schäfer R. Domains in 'extremely' soft magnetic materials // J. Magn. Magn. Mater. — 2000. — Vol. 215-216. — PP. 652-663.

33. Flohrer S. Interplay of uniform and random anisotropy in nanocrystalline soft magnetic alloys / Flohrer S., Schäfer R., Polak C., Herzer G. // Acta Mater. 2005. Vol. 53, № 10. PP. 2937-2942.

34. Iskhakov R.S., Komogortsev S. V. Magnetic microstructure of amorphous, nanocrystalline, and nanophase ferromagnets // Phys. Met. Metallogr. — 2011. — Vol. 112, № 7. — PP. 666-681.

35. Flohrer S., Herzer G. Random and uniform anisotropy in soft magnetic nanocrystalline alloys (invited) // J. Magn. Magn. Mater. — 2010. — Vol. 322, № 9-12. — PP. 1511-1514.

36. Landau L., Lifshits E. On the theory of the dispersion of magnetic permeability in ferromagnetic bodies // Collected Papers of L.D. Landau. — Elsevier, 1965. — PP. 101-114.

37. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения / перевод Леонова А.И., Писарев Р.В. — М.: Мир, 1987. — 424 С.

38. Хуберт А. Теория доменных стенок в упорядоченных среда / перевод Елеонский В.М. — М.: Мир, 1977. — 310 С.

39. Obi Y., Fujimori H., Saito H. Magnetic Domain Structure of an Amorphous Fe-P-C Alloy // Jpn. J. Appl. Phys. — 1976. — Vol. 15, № 4. — PP. 611-617.

40. Kronmüller H. Magnetic properties of amorphous ferromagnetic alloys / Kronmüller H., Fähnle M., Domann M., Grimm H., Grimm R., Gröger B. // J. Magn. Magn. Mater. — 1979. — Vol. 13, № 1-2. — PP. 53-70.

41. Schaefer R., Herzer G. Continuous magnetization patterns in amorphous ribbons // IEEE Trans. Magn. — 2001. — Vol. 37, № 4. — PP. 2245-2247.

42. Kovacs A. Magnetic microstructure in a stress-annealed Fe73.5Si15.sB7Nb3Cu1 soft magnetic alloy observed using off-axis electron holography and Lorentz microscopy / Kovacs A., Pradeep K.G., Herzer G., Raabe D., Dunin-Borkowski R.E. // AIP Adv. — 2016. — Vol. 6, № 5. — PP. 056501.

43. Zivotsky O. Surface magnetic properties and domains observation in as-quenched and annealed FeNbB ribbons / Zivotsky O., Postava K., Kraus L., Hrabovska K., Hendrych A., Pistora J. // J. Magn. Magn. Mater. — 2010. — Vol. 322, № 9-12. — PP. 1523-1526.

44. Saito K. Magnetic domain structure in Fe78.8-xCoxCu0.6Nb2.6Si9B9 nanocrystalline alloys studied by Lorentz microscopy / Saito K., Park H.S., Shindo D., Yoshizawa Y. // J. Magn. Magn. Mater. — 2006. — Vol. 305, № 2. — PP. 304-309.

45. Kohmoto O. Magnetic Domain Structures of Rapidly Quenched Fe-Cu-Nb-Si-B Alloys Observed by Lorentz Microscopy / Kohmoto O., Uchida N., Aoyagi E., Choh T., Hiraga K. // Mater. Trans. JIM. — 1990. Vol. 31, № 9. — PP. 820-823.

46. Hiraoka M. Observation of Magnetic Domain Structure in Fe81B15Si4 Amorphous Alloy by Lorentz Microscopy and Electron Holography / Hiraoka M., Akase Z., Shindo D., Ogawa Y., Yoshizawa Y. // Mater. Trans. — 2009. Vol. 50, № 12. — PP. 2839-2843.

47. Бозорт Р. Ферромагнетизм / перевод Кондорского Е.И., Лившица Б.Г. — М.: Издательство иностранной литературы, 1956. — 784 С.

48. Pfeifer F., Radeloff C. Soft magnetic Ni-Fe and Co-Fe alloys - some physical and metallurgical aspects // J. Magn. Magn. Mater. — 1980. — Vol. 19, № 1-3. — PP. 190-207.

49. Iskhakov R.S. Characteristics of the magnetic microstructure of amorphous and nanocrystalline ferromagnets with a random anisotropy: Theoretical estimates and experiment / Iskhakov R.S., Komogortsev S. V., Moroz Z.M., Shalygina E.E. // J. Exp. Theor. Phys. Lett. — 2000. — Vol. 72, № 12. — PP. 603-607.

50. Hoffmann H. Magnetic properties of thin ferromagnetic films in relation to their structure // Thin Solid Films. — 1979. — Vol. 58, № 2. — PP. 223-233.

51. Loffler J.F., Braun H.-B., Wagner W. Magnetic Correlations in Nanostructured Ferromagnets // Phys. Rev. Lett. — 2000. Vol. 85, № 9. — PP. 1990-1993.

52. Herzer G. Anisotropies in soft magnetic nanocrystalline alloys // J. Magn. Magn. Mater. — 2005. — Vol. 294, № 2. — PP. 99-106.

53. Вонсовский С.В. Магнетизм. Магнитные Свойства Диа-, Пара-, Ферро-, Антиферро-, И Ферримагнетиков. — М.: Наука, 1971. — С. 1032.

54. Akulov N.S. Uber den Verlauf der Magnetisierungskurve in starken Feldern // Zeitschriftt fur Phys. — 1931. — Vol. 69, № 11-12. — PP. 822-831.

55. Kronmuller H. Micromagnetism in Amorphous Alloys // IEEE Trans. Magn. — 1979. — Vol. 15, № 5. — PP. 1218-1225.

56. Schlomann E. Properties of Magnetic Materials with a Nonuniform Saturation Magnetization. I. General Theory and Calculation of the Static Magnetization // J. Appl. Phys. — 1967. — Vol. 38, № 13. — PP. 5027-5034.

57. Акулов Н.С. Ферромагнетизм. — М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1939. — 188 С.

58. Willard M.A., Daniil M. Nanocrystalline Soft Magnetic Alloys Two Decades of Progress // Handbook of Magnetic Materials / ред. Buschow K.H.J. North Holland — 2013. — PP. 173-342.

59. Michels A. Range of Magnetic Correlations in Nanocrystalline Soft Magnets / Michels A., Viswanath R.N., Barker J.G., Birringer R., Weissmuller J. // Phys. Rev. Lett. — 2003. — Vol. 91, № 26. — PP. 267204.

60. Rhyne J. Effects of random field interactions in amorphous rare earth alloys // IEEE Trans. Magn. — 1985. — Vol. 21, № 5. — PP. 1990-1995.

61. Ignatchenko V.A., Iskhakov R.S. Magnetization curve of ferromagnets with anisotropic and low-dimension heterogeneities // Fiz. Met. I Metalloved. — 1992. Vol. 6. — PP. 75-86.

62. Ignatchenko V.A., Iskhakov R.S., Popov G. V. Law of approach of the magnetization to saturation in amorphous ferromagnets // Sov. Phys. JETP. — 1982. — Vol. 55, № July 1981. — PP. 878-886.

63. Chudnovsky E.M. Magnetic properties of amorphous ferromagnets (invited) // J. Appl. Phys. — 1988. — Vol. 64, № 10. — PP. 5770-5775.

64. Iskhakov R.S. Study of magnetic correlations in nanostructured ferromagnets by correlation magnetometry / Iskhakov R.S., Ignatchenko V.A., Komogortsev S. V., Balaev A.D. Study // J. Exp. Theor. Phys. Lett. — 2003. — Vol. 78, № 10. — PP. 646-650.

65. Магнитные свойства кристаллических и аморфных сред: сборник научных трудов / ред. Игнатченко В.А. — Новосибирск: Наука. Сибирское отделение., 1989 — 256 с.

66. Komogortsev S.V. Magnetization Correlations and Random Magnetic Anisotropy in Nanocrystalline Films Fe78Zr10N12 / Komogortsev S.V., Iskhakov R.S., Sheftel E.N., Harin E.V., Krikunov A.I., Eremin E.V. // Solid State Phenom. — 2012. — Vol. 190. — PP. 486-489.

67. Игнатченко В.А., Исхаков Р.С. Кривая намагничивания ферромагнетиков с анизотропными и низкоразмерными неоднородностями // Физика металлов и металловедение. — 1992. — Vol. 6. — PP. 75-86.

68. Komogortsev S.V., Iskhakov R.S. Law of approach to magnetic saturation in nanocrystalline and amorphous ferromagnets with improved transition behavior between power-law regimes // J. Magn. Magn. Mater. — 2017. — Vol. 440. — PP. 213-216.

69. Chudnovsky E.M., Serota R.A. Phenomenological theory of amorphous magnets with small random anisotropy // J. Phys. C Solid State Phys. — 1983. — Vol. 16,

№ 21. — PP. 4181-4190.

70. Chudnovsky E.M. A theory of two-dimensional amorphous ferromagnet // J. Magn. Magn. Mater. — 1983. — Vol. 40, № 1-2. — PP. 21-26.

71. Chudnovsky E.M., Saslow W.M., Serota R.A. Ordering in ferromagnets with random anisotropy // Phys. Rev. B. — 1986. — Vol. 33, № 1. — PP. 251-261.

72. Chudnovsky E.M. Dependence of the magnetization law on structural disorder in amorphous ferromagnets // J. Magn. Magn. Mater. — 1989. — Vol. 79, № 1. — PP. 127-130.

73. Tejada J. Correlated spin glass generated by structural disorder in the amorphous Dy6Fe74B20 alloy / Tejada J., Martinez B., Labarta A., Chudnovsky E.M. // Phys. Rev. B. — 1991. — Vol. 44, № 14. — PP. 7698-7700.

74. Barbara B., Amaral V.S., Filippi J. Quantitative description of the magnetization curves of amorphous alloys of the series a-DyxGd1-xNi // J. Magn. Magn. Mater.

— 1992. — Vol. 116, № 1-2. — PP. 58-60.

75. Bryden W.A. Correlation of electrical transport and magnetism in amorphous Mn-B alloys / Bryden W.A., Morgan J.S., Kistenmacher T.J., Moorjani K. // J. Appl. Phys. — 1987. — Vol. 61, № 8. — PP. 3661-3663.

76. Garoche P., Malozemoff A.P. Approach to magnetic saturation in sputtered amorphous films: Effects of structural defects, microscopic anisotropy, and surface roughness // Phys. Rev. B. — 1984. — Vol. 29, № 1. — PP. 226-231.

77. Binns C., Maher M.J. Magnetic behaviour of thin films produced by depositing preformed Fe and Co nanoclusters // New J. Phys. — 2002. — Vol. 4. — PP. 85-85.

78. Bloch F. Zur Theorie des Ferromagnetismus // Zeitschrift für Phys. — 1930. — Vol. 61, № 3-4. — PP. 206-219.

79. Keffer F. Spin Waves / ed. Wijn H.P.J. Berlin, Heidelberg: Springer, 1966. — Vol. 4 / 18 / 2. — PP. 1-273.

80. Kittel C. Introduction to Solid State Physics. 8th edit. — New York: Wiley, 2004.

— 704 P.

81. Rode V., Herrmann R. Investigation of the magnetization of iron, cobalt, and nickel at low temperatures // Sov. Phys. JETP. — 1964. — Vol. 19, № 5. — PP. 1081124

82. Foner S., Thompson E.D. Test of Spin-Wave Theory with Precision Magnetization Measurements // J. Appl. Phys. — 1959. — Vol. 30, № 4. — PP. S229-S230.

83. Kaul S.N., Babu P.D. Detailed magnetization study of quenched random ferromagnets. I. Low-lying magnetic excitations // Phys. Rev. B. — 1994. Vol. 50, № 13. — PP. 9308-9322.

84. Hüller K. The spin wave excitations and the temperature dependence of the magnetization in iron, cobalt, nickel and their alloys // J. Magn. Magn. Mater. — 1986. — Vol. 61, № 3. — PP. 347-358.

85. Rhyne J.J., Fish G.E., Lynn J.W. Spin waves in amorphous Fe 1-x B x alloys // J. Appl. Phys. — 1982. — Vol. 53, № 3. — PP. 2316-2318.

86. Rhyne J.J. Magnetic properties of amorphous metals // J. Non. Cryst. Solids. — 1985. — Vol. 76, № 1. — PP. 129-146.

87. Boubekri A. El Effects of Cr substitution on the low temperature magnetization behavior in amorphous Fe68+Cr12-Si8B12 ribbons / Boubekri A. El, Ounacer M., Sajieddine M., Sahlaoui M., Lassri H., Moubah R., Hlil E.K., Razouk A., Agouriane E. // J. Non. Cryst. Solids. — 2021. — Vol. 551. — PP. 120437.

88. Hamrle J. Determination of exchange constants of Heusler compounds by Brillouin light scattering spectroscopy: application to Co 2 MnSi / Hamrle J., Gaier O., Min S.-G., Hillebrands B., Sakuraba Y., Ando Y. // J. Phys. D. Appl. Phys. — 2009. — Vol. 42, № 8. — PP. 084005.

89. Dyson F.J. Thermodynamic Behavior of an Ideal Ferromagnet // Phys. Rev. — 1956. — Vol. 102, № 5. — PP. 1230-1244.

90. Luborsky F.E. The effect of temperature on magnetic saturation of some amorphous alloys / Luborsky F.E., Walter J.L., Liebermann H.H., Wohlfarth E.P. // J. Magn. Magn. Mater. — 1980. — Vol. 15-18. — PP. 1351-1354.

91. Stöhr J., Siegmann H.C. Magnetism. — Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2006. — 821 P.

92. Киттель Ч., Ван Флек Д., Люттингер Я. Ферромагнитный резонанс и поведение ферромагнетиков в переменных магнитных полях / ред.

Вонсовский С.В. — М.: Издательство иностранной литературы, 1952. — 349 С.

93. Ландау Л.Д. Собрание Трудов / ред. Лифшиц Е.М. — М.: Наука, 1969. — 512 С.

94. Kittel C. On the Theory of Ferromagnetic Resonance Absorption // Phys. Rev. — 1948. — Vol. 73, № 2. — PP. 155-161.

95. Вонсовский С.В. Современные проблемы физики: ферромагнитный резонанс / Вонсовский С.В., Скроцкий Г.В., Курбатов Л.В., Туров Е.А., Каганов М.И., Барьяхтар В.Г., Гуревич А.Г., Моносов Я.А., Вашковский А.В., ред. Вонсовского С.В. — М.: Физматгиз 1961. — 343 С.

96. Spano M.L., Bhagat S.M. Ferromagnetic resonance in amorphous alloys // J. Magn. Magn. Mater. — 1981. — Vol. 24, № 2. — PP. 143-156.

97. Webb D.J., Bhagat S.M. Magnetic resonance in amorphous FexNi80-xP14B6 // J. Magn. Magn. Mater. — 1984. — Vol. 42, № 2. — PP. 109-120.

98. Ткачев В.В. Эволюция структурных неоднородностей аморфных и аморфно-нанокристаллических сплавов системы Fe-(Cu, Nb)-(Si, B) в процессах структурной релаксации: дис. кан. физ.-мат. наук.: 01. 04. 11 / Ткачев Владимир Вадимович — Владивосток: ДВФУ, 2019. — 165 С.

99. Evico magnetics company [электронный ресурс] // URL: http: //magnetics.evico. de/company. html.

100. Rubinstein M., Harris V.G., Lubitz P. Ferromagnetic resonance in nanocrystalline Fe73.5CuNb3Si13.5B9 (Finemet) // J. Magn. Magn. Mater. — 2001. — Vol. 234, № 2. — PP. 306-312.

101. Глезер А.М., Шурыгина Н.А. Аморфно-нанокристаллические сплавы. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2013. — 450 С.

102. Shi L. The complementary effects of Fe and metalloids on the saturation magnetization of Fe-based amorphous alloys / Shi L., Hu X., Li Y., Yuan G., Yao K. // Intermetallics. 2021. — Vol. 131. — PP. 107116.

103. Hitachi Metals, Ltd. Nanocrystalline Soft Magnetic Material FINEMET® [электронный реусрс] // URL: https://www.hitachi-

metals.co .j p/e/products/elec/tel/p02_21 .html.

104. Huang B. Saturated magnetization and glass forming ability of soft magnetic Fe-based metallic glasses / Huang B., Yang Y., Wang A.D., Wang Q., Liu C.T. // Intermetallics. — 2017. — Vol. 84. — PP. 74-81.

105. Fukamichi K., Satoh T., Masumoto T. Magnetic moment of Fe-Ga-B amorphous alloys // J. Magn. Magn. Mater. — 1983. — Vol. 31-34. — PP. 1589-1590.

106. Stadnik Z.M., Stroink G. Local magnetic moments in crystalline and amorphous alloys // Hyperfine Interact. — 1989. — Vol. 47-48, № 1-4. — PP. 275-287.

107. Bao-gen S. Effect of composition on Curie temperature, magnetic moment, and high-field susceptibility of amorphous Fe90-xMxZr10 (M=V,Cr,Mn) / Bao-gen S., Rufeng X., Jian-gao Z., Wen-shan Z. // Phys. Rev. B. — 1991. — Vol. 43, № 13.

— PP. 11005-11009.

108. Fukamichi K., Satoh T., Masumoto T. High magnetic moment of Fe-Au-B sputtered amorphous alloys // J. Appl. Phys. — 1982. — Vol. 53, № 11. — PP.

7741-7743.

109. Stanley H.E. Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena. First edit.

— Oxford: Oxford University Press, 1971. — 308 P.

110. Kouvel J.S., Fisher M.E. Detailed Magnetic Behavior of Nickel Near its Curie Point // Phys. Rev. — 1964. — Vol. 136, № 6A. — PP. A1626-A1632.

111. Oumezzine E. Effect of Ni-doping on critical behavior of La0.6Pr0.1Ba0.3Mn1-xNixO3 nanocrystalline manganites / Oumezzine E., Hcini S., Hlil E.K., Dhahri E., Oumezzine M. // Phys. B Condens. Matter. — 2015. — Vol. 477. — PP. 105-112.

112. Ponpandian N. Critical phenomena in FINEMET alloy / Ponpandian N., Narayanasamy A., Prabhu D., Ganesan K., Manivel Raja M., Chattopadhyay K. // J. Magn. Magn. Mater. — 2006. — Vol. 296, № 2. — PP. 67-76.

113. Kaul S.N., Mohan C. V. Magnetic behavior of an amorphous ferromagnet for temperatures close to, and above, the Curie point: Structural relaxation effects // Phys. Rev. B. — 1994. — Vol. 50, № 9. — PP. 6157-6168.

114. Perumal A. Correction to scaling critical exponents and amplitudes for amorphous

Fe-Mn-Zr alloys / Perumal A., Srinivas V., Kim K.S., Yu S.C., Rao V.V., Dunlap R.A. // J. Magn. Magn. Mater. — 2001. — Vol. 233, № 3. — PP. 280-289.

115. Shirane G., Minkiewicz V.J., Nathans R. Spin Waves in 3 d Metals // J. Appl. Phys. — 1968. — Vol. 39, № 2. — PP. 383-390.

116. Kaneyoshi T. Amorphous Magnetism. — CRC Press, 2018 — 198 p.

117. Sun B.R., Xin S.W., Shen T.D. Low-temperature magnetization and magnetic exchange interactions in Fe40Ni40P14B6 bulk metallic glasses // J. Magn. Magn. Mater. — 2017. — Vol. 429. — PP. 276-280.

118. Coey J.M.D. Magnetism and Magnetic Materials. — New York: Cambridge University Press, 2010 — 633 p.

119. Herring C. High-Field Susceptibilities of Iron and Nickel / Herring C., Bozorth R.M., Clark A.E., McGuire T.R. // J. Appl. Phys. — 1966. — Vol. 37, № 3. — PP. 1340-1341.

120. Pauthenet R. Experimental verification of spin-wave theory in high fields (invited) // J. Appl. Phys. — 1982. — Vol. 53, № 11. — PP. 8187-8192.

121. Komogortsev S. V., Iskhakov R.S., Fel'k V.A. Fractal Dimension Effect on the Magnetization Curves of Exchange-Coupled Clusters of Magnetic Nanoparticles // J. Exp. Theor. Phys. — 2019. — Vol. 128, № 5. — PP. 754-760.

122. Tarasov L.P. Ferromagnetic Anisotropy of Iron and Iron-Rich Silicon Alloys // Phys. Rev. — 1939. — Vol. 56, № 12. — PP. 1231-1240.

123. Cullity B.D., Graham C.D. Introduction to Magnetic Materials. — Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2008 — 544p.

124. Patterson A.L. The Scherrer Formula for X-Ray Particle Size Determination // Phys. Rev. — 1939. — Vol. 56, № 10. — PP. 978-982.

125. Chudnovsky E.M., Tejada J. Evidence of the Extended Orientational Order in Amorphous Alloys Obtained from Magnetic Measurements // Europhys. Lett. — 1993. — Vol. 23, № 7. — PP. 517-522.

126. Advanced X-ray Techniques in Research and Industry / ред. Singh A.K. — Washington: IOS Press, 2005. — 594 p.

127. Комогорцев С.В. Особенности ферромагнитного резонанса

нанокристаллических сплавов Fe73.5CuNb3Si13.5B9. / Комогорцев С.В., Исхаков Р.С., Кузнецов П.А., Беляева А.И., Бондаренко Г.Н., Чеканова Л.А. // Физика твердого тела — 2010. — Т. 52, № 11 — С. 2143-2146.

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

— PP. 6044-6046.

129. Yoshizawa Y. Magnetic Properties and Microstructure of Nanocrystalline Fe-Based Alloys // Mater. Sci. Forum. — 1999. — Vol. 307. — PP. 51-62.

130. Hitachi Metals LTD. Finemet® [Catalog] // Angewandte Chemie International Edition, 6(11), 951-952. 1967.

131. Фоченков Э. Аморфные и нанокристаллические сплавы в импульсных источниках питания . Программы расчёта моточных компонентов. — 2014.

— С. 1-9.

132. Mikhalitsyna E.A. Nanocrystallization in FINEMET-Type Fe73.5Nb3Cu1Si13.5B9 and Fe72.5Nb1.5Mo2Cu1.1Si14.2B8.7 Thin Films / Mikhalitsyna E.A., Kataev V.A., Larrañaga A., Lepalovskij V.N., Kurlyandskaya G. V. // Materials (Basel). — 2020. — Vol. 13, № 2. — PP. 348.

133. Luis F. Enhancement of the magnetic anisotropy of nanometer-sized Co clusters: Influence of the surface and of interparticle interactions / Luis F., Torres J.M., García L.M., Bartolomé J., Stankiewicz J., Petroff F., Fettar F., Maurice J.-L., Vaures A. // Phys. Rev. B. — 2002. — Vol. 65, № 9. — PP. 094409.

134. Denisova E.A. Magnetic anisotropy in multilayer nanogranular films (Co40Fe40B20)50(Si02)50/a-Si:H / Denisova E.A., Komogortsev S.V., Iskhakov R.S., Chekanova L.A., Balaev A.D., Kalinin Y.E., Sitnikov A.V. // J. Magn. Magn. Mater. — 2017. — Vol. 440. — PP. 221-224.

135. Пустовалов Е.В. Электронная микроскопия структуры аморфных и нанокристаллических сплавов: дис. д-ра. физ.-мат. наук.: 01.04.07 / Пустовалов Евгений Владиславович — Владивосток: ДВФУ, 2018. — 383 С.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА

Статьи в зарубежных и российских рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК:

1. Ilin N.V., Komogortsev S.V., Kraynova G.S., Davydenko A.V., Tkachenko I.A., Kozlov A.G., Tkachev V.V., Plotnikov V.S. Magnetic correlations peculiarities in amorphous Fe-Cu-Nb-Si-B alloy ribbons // Journal of Magnetism and Magnetic Materials - 2022 - V. 541. № 168525 (доступна в электронном виде от 7.09.2021 DOI: 10.1016/j.jmmm.2021.168525).

2. Ильин Н.В., Комогорцев В.С., Крайнова Г.С., Иванов В.А., Ткаченко И.А., Ткачев В.В., Плотников В.С., Исхаков Р.С. Исследование температурной зависимости намагниченности быстрозакаленных сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B // Известия Российской Академии Наук. Серия Физическая - 2021 - № 85 -С. 12341238.

3. Балацкий Д.В., Крайнова Г.С., Плотников В.С., Ильин Н.В., Ткачев В.В., Князев Ю.В. Магнитные свойства спиннингованных лент Fe-Cu-Nb-Si-B // Известия Российской Академии Наук. Серия Физическая - 2020 - № 84 - С. 13201324.

4. Ilin N., Komogortsev S., Ivanov V., Kraynova G.S., Davydenko A., Tkachenko I., Iskhakov R., Plotnikov V. Multiscale Magnetic Anisotropy in Amorphous Ferromagnetic Ribbon: An Example of FeCuNdSiB Alloy // Solid State Phenom. - 2020 - № 312 - P. 275-280.

5. Пустовалов Е. В., Модин Е. Б., Фролов А. М., Косовец А. С., Кондриков Н. Б., Карпович Н. Ф., Пячин С. А., Должиков С. В., Крайнова Г. С., Плотников В. С., Ткачев В. В., Федорец А. Н., Ильин Н. В. Влияние технологических условий получения аморфных сплавов CoNiFeSiB на их структуру и свойства // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования - 2019 -№ 7 - С. 42-50.

6. Комогорцев С.В., Крайнова Г.С, Ильин. Н.В., Плотников В.С., Чеканова Л.А., Немцев И.В., Юркин Г.Ю., Исхаков Р.С., Ятманов Д.А. Особенности

ферромагнитного резонанса лент аморфных сплавов FeSiBNbCu различного состава // Материаловедение - 2019 - № 7 - С. 8-11.

7. Ильин Н.В., Ткачев В.В., Федорец А.Н., Цесарская А.К., Иванов В.А., Кучма А.С., Фролов А.М., Должиков В.С., Крайнова Г.С., Плотников В.С. Магнитные свойства аморфно-нанокристаллических сплавов на основе железа с различным содержанием ниобия в процессах структурной релаксации // Известия Российской Академии Наук. Серия Физическая - 2018 - № 82 - С. 951-954.

8. Ильин Н.В., Цесарская А.К., Ткачев В.В., Иванов В.А., Фролов А.М., Должиков С.В., Крайнова Г.С., Плотников В.С. Влияние состава на процессы структурной релаксации аморфных сплавов на основе железа // Известия Российской Академии Наук. Серия Физическая - 2017 - № 3 - С. 415-418.

Опубликованные тезисы докладов:

1. Ilin N., Kraynova G., Komogortsev S., Tkachenko I., Tarasov E., Tkachev V., Plotnikov V. Low-temperature magnetization behavior in rapidly quenched alloys Fe-Cu-Nb-Si-B // Book of abstract The European Conference Physics of magnetism June 28-July 2 2021, Poznan, Poland. - Poznan, 2021. - P. 319.

2. Ильин Н.В., Комогорцев С.В., Крайнова Г.С. Особенности магнитных корреляций в аморфных сплавах Fe-Cu-Nb-Si-B // Сборник трудов XXIV Международной конференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах», 18 июля 2021, Москва. - Москва, 2021. - С. 2-36-2-39.

3. Фролов А.М., Крайнова Г.С., Ансович А.В., Ткачев В.В., Ильин Н.В., Должиков С.В., Плотников В.С. Корреляция морфологии и магнитных характеристик лент типа файнмет в зависимости от состава // Материалы XVIII региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» Хабаровск, 10-12 ноября 2020 г. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеанского государственного университета, 2020. - С. 151-155.

4. Ильин Н.В., Комогорцев С.В., Крайнова Г.С., Иванов В.А., Ткаченко И.А., Ткачев В.В., Плотников В.С., Исхаков Р.С. Исследование температурной зависимости намагниченности быстрозакаленых сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B // Труды Первого Международного междисциплинарного научного конгресса «Фазовые

переходы & Новые материалы» (PT&NM), Нальчик - Ростов-на-Дону-Москва-пос. Шепси, 1 - 10 сентября 2020 г. - Ростов-на-Дону: Фонд науки и образования, 2020. - С. 131-134.

5. Ilin N.V., Komogortsev S.V., Kraynova G.S., Ivanov V.A., Davydenko A.V., Iskhakov R.S., Plotnikov V.S. Multiscale magnetic anisotropy in amorphous ferromagnetic ribbon: an example of FeCuNbSiB alloy // Proceedings Fifth Asian School-Conference on Physics and Technology of Nanostructured Materials, Vladivostok, Russia, July 30-August 03, 2020. - Vladivostok: Dalnauka Publishing, 2020. - P.111.

6. Ильин Н.В., Крайнова Г.С., Иванов В.А., Давыденко А.В., Ткаченко И.А., Плотников В.С. Магнитные свойства и доменная структура быстрозаcкаленного сплава FeCu1Nb3Si16B6 // Тезисы докладов 62-й всероссийской научной конференции «Прикладные и фундаментальные вопросы естествознания» 12.12.2019, г. Владивосток. - Владивосток, 2019. - С. 83-87.

7. Балацкий Д.В., Крайнова Г.С., Плотников В.С., Ильин Н.В., Князев Ю.В. Магнитные свойства спиннингованных лент Fe-Cu-Nb-Si-B // Тезисы докладов 22 Международного симпозиума «Упорядочение в минералах и сплавах» ОМА-22-2019. - Ростов-на-Дону, 2019. - С. 26-29.

8. Комогорцев С.В., Крайнова Г.С., Ильин Н.В., Плотников В.С., Чеканова Л.А., Исхаков Р.С., Ятманов Д.А. Особенности ферромагнитного резонанса лент аморфных сплавов FeSiBNbCu различного состава // Тезисы докладов VIII Байкальской Международной конференции «Новые магнитные материалы. Новые технологии», BICMM-2018, Иркутск. - Иркутск, 2018. - С. 100-101.

9. Ильин Н.В., Ткачев В.В., Иванов В.А., Кучма А.С., Давыденко А.В., Крайнова Г.С., Плотников В.С. Магнитные свойства аморфно-нанокристаллического сплава FeCu1Si16B6 // Сборник трудов XXIII Международной конференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах», 30 июня-5 июля 2018, Москва. - Москва, 2018. - С. 37-39.

10. Ткачев В.В., Цесарская А.К., Ильин Н.В., Крайнова Г.С., Иванов В.А., Плотников В.С., Федорец А.Н., Карпович Н.Ф. Особенности структуры и

магнитных свойств аморфных металлических сплавов системы Fe-Cu-Nb-Si-B при изменении содержания аморфизаторов // Сборник докладов XIII Международной конференции «Метологические аспекты сканирующей зондовой микроскопии», Минск, 16-19 октября, 2018 г. - Минск, 2018. - С. 91-95.

11. Tkachev V.V., Tsesarskaya A.K., Ilin N.V., Kraynova G.S., Fedorets A.N., Plotnikov V.S., Polyanski D.A. The microstructure and magnetic properties of the Fe-Cu-Nb-Si-B finemets with different copper content // Proceedings of International Conference on Metamaterials and Nanophotonics (METANANO-2017) AIP Conf. Proc.

- № 1874. - P. 040051-1-040051-4.

12. Frolov A.M., Tkachev V.V., Fedorets A.N., Pustovalov E.V., Kraynova G.S., Dolzhikov S.V., Ilin N.V., Tsesarskaya A.K. Dependency properties of the amorphous alloy Co58Ni10Fe5SinB16 on technological parameters of spinning // Proceedings of International Conference on Metamaterials and Nanophotonics (METANAN0-2017) AIP Conf. Proc. - № 1874. - P. 040009-1-040009-4.

13. Ильин Н.В., Ткачев В.В., Федорец А.Н., Фролов А.М., Должиков С.В., Крайнова Г.С., Плотников В.С. Магнитные свойства аморфно -нанокристаллических сплавов на основе железа с различным содержанием ниобия в процессах структурной релаксации // Труды 20-го международного симпозиума «Упорядочение в минералах и сплавах». - Ростов-на-Дону, 2017. - С. 119-121.

14. Фролов А.М., Ткачев В.В., Крайнова Г.С., Должиков С.В., Дубинец А.Н., Пустовалов Е.В., Ильин Н.В., Цесарская А.К. Идентификация аморфного состояния по СЭМ изображениям микрорельефа в зависимости от технологии спиннингования // 2-й Международный форум по электронно-лучевым технологиям для микроэлектроники «Техноюнити - ЭЛТМ 2017». - Москва, 2017.

- С. 2017.

15. Цессарская А.К., Ткачев В.В., Ильин Н.В., Крайнова Г.С., Плотников В.С. Особенности поведения структуры и магнитных свойств аморфных металлических сплавов системы Fe-Cu-Nb-Si-B при изменении содержания Nb в сплаве // Сборник научных статей 3-й Международной конференции «Физика и технология наноматериалов и структур». - Курск, 2017. - С. 346-349.

16. Ильин Н.В., Ткачев В.В., Цесарская А.К. , Крайнова Г.С., Плотников В.С., Фролов А.М., Должиков С.В. , Федорец А.Н. Магнитные свойства и особенности процессов структурной релаксации сплавов на основе железа // Материалы VI Международной молодежной научной школы-конференции «Современные проблемы физики и технологии». Москва, 2017. - С. 310-311.

17. Ильин Н.В., Цесарская А.К., Ткачев В.В., Иванов В.А., Фролов А.М., Должиков С.В., Крайнова Г.С., Плотников В.С. Влияние состава на процессы структурной релаксации аморфных сплавов на основе железа // Труды XIX Междисциплинарного, международного симпозиума «Упорядочение в минералах и сплавах (OMA-19)». - Ростов-на-Дону, 2016. - С. 150-152.

18. Plotnikov V., Kraynova G., Frolov A., Ivanov V., Tkachev V., Ilin N., Kotvitckii A. Influence of Copper and Niobium on magnetic and electric properties of rapidly quenched Fe-based alloys during annealing // Proceedings of Euro-Asian Symposium «Trends in Magnetism» (EASTMAG-2016). -Krasnoyarsk, 2016. - P. 413.

19. Плотников В.С., Крайнова Г.С., Фролов А.М., Иванов В.А., Ткачев В.В., Ильин Н.В. Влияние меди и ниобия на электрические и магнитные свойства быстрозакаленных сплавов на основе железа // Материалы 58 Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные вопросы естествознания». - Владивосток, 2015. - С. 141-145.

20. Полянский Д.А., Ткачев В.В., Крайнова Г.С., Плотников В.С., Дубинец А.В., Ильин Н.В. Мезоструктура поверхности аморфных металлических фольг на основе Fe // Тезисы докладов XIX Российского симпозиума по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел. -Черноголовка, 2015. - С. 354-355.

21. Фролов А.М., Крайнова Г.С., Кучма А.С., Цесарская А.К., Ильин Н.В. Изменение магнитного состояния спиннингованных лент в процессе отжига // Материалы 57-й Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные вопросы естествознания». Т.III. - Владивосток, 2014. - С. 192-196.

БЛАГОРОДНОСТИ

Автор выражает благодарность научному руководителю Плотникову Владимиру Сергеевичу, доктору физико-математических наук, профессору Департамента информационных и компьютерных систем Института математики и компьютерных технологий (Школы) ДВФУ за предложенную научную тему и руководство при выполнении диссертационной работой.

Автор благодарит коллег своего научного коллектива за неоценимую помощь, особенно профессора Крайнову Галину Серовбовну, которая в свое время определила направление моей научной деятельности и осуществляла постоянную поддержку при постановке экспериментальных работ, оказывала неоценимый вклад при обсуждении полученных результатов. Отдельную признательность автор выражает сотрудникам кафедр компьютерных систем и низкоразмерных структур Школы естественных наук ДВФУ за помощь в подготовке и проведении экспериментов, а также за конструктивную и своевременную критику при обсуждении полученных научных результатов.

Автор выражает глубокую признательность и уважение ведущему научному сотруднику кафедры компьютерных систем ДВФУ Иванову Виталию Александровичу за неоценимый вклад в становление и развивайте моей исследовательской экспериментальной деятельности.

Отдельно автор благодарит Ткаченко Ивана Анатольевича, старшего научного сотрудника лаборатории химической радиоспектроскопии за огромную помощь и поддержку в проведении экспериментов по данной теме, без которых диссертационная работа не была бы полным и законченным научным исследованием.

За помощь в проведении рентгеноструктурных исследований автор выражает признательность Герасименко Андрей Владимирович, заведующего лабораторией рентгеноструктурного анализа отдела строения вещества института Химии ДВО РАН

Автор выражает искреннюю признательность и благодарность научному коллективу лаборатории физики магнитных пленок Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН за сотрудничество, особенно профессору Комогорцеву Сергею Викторовичу и профессору Исхакову Руфу Садыковичу за плодотворные многочисленные дискуссии и обсуждения полученных научных результатов в рамках данной работы.