بخشی از مقاله
خواص مغناطیسی نوارهای آمورف Fe71Si13. 5 B9Nb3Cu1Al1.5Ge1 ، ﲥیه شده بروش اﳒماد سریع چرخ مذاب مورد یررسی قرار گرفته است. نوارهای آمورف ﲥیه شده ﲢت عملیات حرارتی سریع به روش حرارت دهی ژول با عبور جریان ﲠینه با شدت A٩/٠ ﲢت خلاء 10 2 mbar برای زمان های ١٠،٢٠،٣٠،٠۶ ثانیه قرار گرفته اند . جهت بررسی ساختار بلوری و خواص حرارتی ﳕونه ها قبل و بعد از فرآیند عملیات حرارتی سریع از تکنیک پراش اشعه ایکس - XRD - و آنالیز حرارتی روبشی - DSC - استفاده شد و ارزیابی خواص مغناطیسی در کلیه ﳕونه ها توسط اثر ابرامپدانس مغناطیسی - GMI - صورت پذیرفت. نتایج بدست آمده حاکی از تشکیل فاز نانوبلور Fe-Si در اثر عملیات حرارتی در یک زمینه آمورف می باشد. افزایش زمان و جریان الکﱰیکی اعمالی به هنگام عملیات حرارتی منجر به رشد دانه و ﳘچنین تشکیل فاز سخت مغناطیس Fe-B گردید. با تشکیل فاز سخت مغناطیس Fe-B و رشد دانه ها اندازه بزرگی GMI کاهش یافت . در پایان در این مقاله ارتباط بین ساختار و خواص مغناطیسی ﳕونه های ﲥیه شده مورد ﲝث قرار گرفته است.
از چندین دهه گذشته مواد مغناطیسی آمورف و امروزه مواد نانوبلور، به منظور کاربرد در ﲡهیزاتی که نیاز به مواد مغناطیسی نرم دارند، نظﲑ مبدﳍا، ﲡهیزات القایی، سنسورها و غﲑه مورد بررسیهاي بسیاري قرار گرفتهاند]١.[ امروزه ﲢقیق در زمینه مواد مغناطیسی نانوبلور به صورت گسﱰدهاي افزایش یافته است.
آلیاژ FeSiB با مقادیر کمی از عناصر Cu و Nb با نام ﲡاری Finemet شناخته می شود. خواص این آلیاژها ترکیﱯ از تلفات کم، نفوذپذیري بالا - 105 - ، میزان وادارنگی پایین - - H C 1A / M مغناطواسﱰیکشن١ اشباع - 10 7 s - نزدیک به صفر میباشد. Yoshizawa و ﳘکارانش بیان ﳕوده اند که در آلیاژ های Fe–Si–B–Nb–Cu ، هنگامیکه فرآیند تبلور رخ می دهد، اندازه دانه به حد نانومﱰي کاهش یافته و خواص نرم مغناطیسی عاﱄ حاصل میگردد ]١.[
فرآیند عملیات حرارتی سریع در زمان های بسیار کوتاه در ﳏدوده چند ده ثانیه اﳒام می پذیرد. نرخ گرمایش و سرمایش در این فرآیند می تواند بسیار بالا باشد. در فرآیند حرارت دهی ژول٢ ، با استفاده از اعمال جریان مستقیم و یا متناوب به ﳕونه و در اثر مقاومت الکﱰیکی قابل توجه ماده، دمای ﳕونه افزایش یافته که می تواند منجر به تغییرات فازی شده و مورفولوژی نسبتاً یکنواخت در ﳕونه حاصل گردد ]٢.[ در این فرآیند ولتاژ اعمالی به طور ناگهانی از صفر به مقدار مورد نظر افزایش یافته و با نگه داری ﳕونه در مدت زمان مورد نظر اﳒام می پذیرد. به علت مقاومت الکﱰیکی ﳕونه، دمای آن افزایش یافته وسبب تغییرات ساختاری در ﳕونه می گردد.
نرخ گرما می تواند 300Ks 1 یا بسته به چگالی جریان الکﱰیکی اعمالی حتی بیشﱰ نیز باشد ]٣.[
نتایج بسیاری حاکی از ارتباط رفتار تبلور آلیاژ های فاینمت با خواص مغناطیسی دارد که در اثر روش حرارت دهی ژول اﳒام می پذیرد. فرآیند تبدیل فاز آمورف به فاز بلورین١ در این آلیاژ ها در دو مرحله اصلی اﳒام می پذیرد]١.[ مرحله اول فاز نانو بلورین Fe - Si - در زمینه ای از فاز آمورف باقیمانده تشکیل می گردد، در حالیکه در مرحله دوم تشکیل فازهای سخت مغناطیسی بورایدی به ﳘراه پدیده تبلور ﳎدد رخ می دهد ]١.[
از ویژگی های مهمی که در آلیاژ فاینمت دیده می شود به اثر امپدانس مغناطیسی٢ معروف است. هنگامیکه از یک رساناي فرومغناطیسی نرم جریان متناوب AC عبور کند با بکار بردن میدان مغناطیسی DC تغییرات زیادی در امپدانش ﳐتلط AC رسانا ایجاد می شود به این پدیده ابر امپدانس مغناطیسی٣ اطلاق می شود]۴.[
نسبت تغیرات امپدانس - Z - به میدان به کار برده شده بعنوان مفهوم GMI در نظر گرفته می شود که بصورت زیر بیان می گردد:
H max معمولا مقدار میدان مغناطیسی است که سبب اشباع امپدانس می گردد در عمل H max توسط ﲡهیزات آزمایشگاهی قابل اندازه گیری می باشد ]۴.[
در مقاله حاضر به بررسی تأثیر حرارت دهی ژول بر ساختار و خواص حرارتی و مغناطیسی آلیاژ فاینمت با استفاده از روش هایXRD، GMI و DSC پرداخته شده است.
٢•‡.اد و روش • ‰‹
آلیاژ مورد نظر با ترکیب Fe71 Si13.5B9Nb3 Cu1Al1.5Ge1 که به روش القایی و در اﲤسفر بسیار خالص Ar - ٩٩٩٩/٩٩% - در بوتهاي از جنس کوارتز که داراي منفذي به قطر خارجی mm٨/٠ و قطر داخلی mm٦/٠ بوده را با سرعت بسیار بالا در فوق ذوب °C١٥٠ ذوب شده و سپس بروی چرخ مسی با سرعت ﳏیطی m/s ٣٠ در حال دوران بود، کوئنچ گردیدند. جهت
