Magnetization distribution in single-crystal of iron-silicon alloys

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The magnetization distribution in a single-crystalline silicon iron following quenching at the paramagnetic state and after annealing in the ferromagnetic state has been determined by Mössbauer spectroscopy. The specimens containing 5, 6, and 8 at % of silicon had cubic ({100}<001>) and Goss ({011}<100>) orientations of crystallographic axes. An original method of calculating the relative fractions of magnetization oriented along the magnetic easy axes, including in the plane of a single-crystal specimen or at an angle to this plane, was proposed. The parameters obtained as a result of discrete approximation of the Mössbauer spectra were used. It is shown that following quenching at the paramagnetic state the magnetization is oriented approximately equidistantly along the three <100> axes, while after ferromagnetic annealing it redistributes along the <100> directions lying in the specimen plane.

Sobre autores

N. Ershov

Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: nershov@imp.uran.ru
Rússia, Ekaterinburg, 620108

N. Kleinerman

Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: nershov@imp.uran.ru
Rússia, Ekaterinburg, 620108

V. Lukshina

Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: nershov@imp.uran.ru
Rússia, Ekaterinburg, 620108

A. Timofeeva

Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: nershov@imp.uran.ru
Rússia, Ekaterinburg, 620108

Bibliografia

  1. Лесник А.Г. Наведенная магнитная анизотропия Киев: Наукова думка, 1976. 163 с.
  2. Neél L. Anisotropie magnétique superficielle et surstructures d’orientation // J. Phys.-Paris. 1954. V. 15. № 4. 225–239.
  3. Taniguchi S., Yamamoto M. A note on a theory of the uniaxial ferromagnetic anisotropy induced by cold work or by magnetic annealing in cubic solid solutions // Sci. Rep. Res. Tohoku A. 1954. V. 6. P. 330–332.
  4. Кекало И.Б., Самарин Б.А. Физическое металловедение прецизионных сплавов. Сплавы с особыми магнитными свойствами: Учебник для ВУЗов. М.: Металлургия, 1989. 496 с.
  5. Бозорт Р. Ферромагнетизм. М.: Иностранная литература, 1956. 784 с.
  6. Kubaschewski O. Phase Diagrams of Binary Fe-based Systems. Berlin: Springer–Verlag, Heidelberg, 1982. 185 p.
  7. Meinhardt D., Krisement O. Fernordnung in system eisen-silizium // Arch. Eisenhuttenwes. 1965. V. 36. № 4. P. 293‒297.
  8. Pepperhoff W., Ettwig H.-H. Über die spezifischen Warmen von Eisen-Silizium-Legierungen // Z. Angew. Phys. 1967. V. 22. № 6. P. 496–499.
  9. Papadimitriou G., Genin J.M. Mössbauer Effect Evidence of an Ordered Fe15Si Solid Solution and Hyperfine Field Interpretation of Ordered Fe-Si Alloys // Phys. Stat. Solid. A. 1972. V. 9. № 1. P. K19–K23.
  10. Haggstrom L., Grånäs L., Wäppling R., Devanarayanan S. Mössbauer Study of Ordering in FeSi Alloys // Phys. Scripta. 1973. V. 7. № 3. P. 125–131.
  11. Rixecker G., Schaaf P., Gonser U. On the interpretation of the Mössbauer spectra of ordered Fe–Si alloys // Phys. Stat. Solid. A. 1993. V. 139. № 2. P. 309–320.
  12. Ros T., Ruiz D., Houbaert Y., Vandenberghe R.E. Study of ordering phenomena in high silicon electrical steel (up to 12.5 at.%) by Mössbauer spectroscopy // J. Magn. Magn. Mater. 2002. V. 242–245. № 1. P. 208‒211.
  13. Hilfrich K., Kölker W., Petry W., Scharpf O., Nembach E. The states of order and the phase diagram of Fe1−xSix, 0.06 ≤ x ≤ 0.20, investigated by neutron scattering // Acta. Metall. Mater. 1994. V. 42. № 3. P. 743–748.
  14. Hilfrich K., Koelker W., Petry W., Scharpf O., Nembach E. Revision of the Fe‒Si-phase diagram: No B2‒phase for 7.6 at.% ≤ CSi ≤ 10.2 at.% // Scripta. Metall. Mater. 1990. V. 24. № 1. P. 39–44.
  15. Nembach E., Hilfrich K., Ebel Th., Scharpf O. Order in commercial grain‒oriented iron‒silicon sheets // Physica B. 1992. V. 180–181. № 1. P. 49–50.
  16. Hilfrich K., Scharpf O., Nembach E. The state of order of grain‒oriented iron‒silicon transformer sheets investigated by neutron scattering // J. Appl. Phys. 1993. V. 74. № 4. P. 2354–2358.
  17. Власова Е.Н., Молотилов Б.В. Влияние примесей внедрения на тонкую структуру железокремниевого твердого раствора / Прецизионные сплавы. М.: Металлургия, 1979. № 5. С. 71‒78.
  18. Neurath P.W. Magnetic Annealing and Directional Ordering // J. Appl. Phys. 1963. V. 34. № 4. P. 1315–1316.
  19. Черненков Ю.П., Федоров В.И., Лукшина В.А., Соколов Б.К., Ершов Н.В. Ближний порядок в монокристаллах α‒Fe–Si // ФММ. 2001. Т. 92. № 2. С. 95–100.
  20. Chernenkov Yu.P., Fedorov V.I., Lukshina V.A., Sokolov B.K., Ershov N.V. Short-range order in α‒Fe–Si single crystals // J. Magn. Magn. Mater. 2003. V. 254–255. P. 346–348.
  21. Черненков Ю.П., Федоров В.И., Лукшина В.А., Соколов Б.К., Ершов Н.В. Рентгеновское диффузное рассеяние от монокристаллов α‒Fe и α‒Fe1-xSix // ФММ. 2005. Т. 100. № 3. С. 39–47.
  22. Chernenkov Yu.P., Ershov N.V., Lukshina V.A., Fedorov V.I., Sokolov B.K. An X-ray diffraction study of the short-range ordering in the soft-magnetic Fe–Si alloys with induced magnetic anisotropy // Physica B. 2007. V. 396. № 1–2. P. 220–230.
  23. Ершов Н.В., Черненков Ю.П., Лукшина В.А., Федоров В.И. Рентгенодифракционные исследования особенностей атомной структуры сплава Fe‒Si в α-области фазовой диаграммы // ФТТ. 2009. Т. 51. № 3. С. 417– 422.
  24. Ершов Н.В., Черненков Ю.П., Лукшина В.А., Федоров В.И. Структура сплавов α‒FeSi с 8 и 10 ат.% кремния // ФТТ. 2012. Т. 54. № 9. С. 1813–1819.
  25. Ершов Н.В., Клейнерман Н.М., Лукшина В.А., Пилюгин В.П., Сериков В.В. Особенности локальной атомной структуры сплава Fe‒Si в α‒области фазовой диаграммы // ФТТ. 2009. Т. 51. № 6. С. 1165–1171.
  26. Сериков В.В., Клейнерман Н.М., Лукшина В.А., Ершов Н.В. Ближний порядок в сплавах Fe1-xSix (x=0.05–0.08) с наведенной магнитной анизотропией // ФТТ. 2010. Т. 52. № 2. С. 316–322.
  27. Горбатов О.И., Кузнецов А.Р., Горностырев Ю.Н., Рубан А.В., Ершов Н.В., Лукшина В.А., Черненков Ю.П., Федоров В.И. Роль магнетизма в формировании ближнего порядка в сплавах железо‒кремний // ЖЭТФ. 2011. Т. 139. № 5. С. 969–982.
  28. Hubert A., Schäfer R. Magnetic Domains: The Analysis of Magnetic Microstructures. Berlin: Springer Heidelberg, 2014. 696 p.
  29. Русаков B.C. Мёссбауэровская спектроскопия локально неоднородных систем. Алматы: ОПНИ ИЯФ НЯЦ РК, 2000. 438 с.
  30. Старцева Е.В., Шулика В.В. Связь эффективности термомагнитной обработки и формы кривой температурной зависимости начальной проницаемости железокремнистых сплавов // ФММ. 1974. Т. 37. № 1. С. 98–106.
  31. Stearns M.B. Internal Magnetic Fields, Isomer Shifts, and Relative Abundances of the Various Fe Sites in FeSi Alloys // Phys. Rev. 1963. V. 129. № 3. P. 1136–1144.
  32. Stearns M.B. Spin‒Density Oscillations in Ferromagnetic Alloys. I. “Localized” Solute Atoms: Al, Si, Mn, V, and Cr in Fe // Phys. Rev. 1966. V. 147. № 2. P. 439–453.
  33. Вертхейм Г. Эффект Мёссбауэра. Принципы и применения. М.: Мир, 1966. 250 с.
  34. Шулика В.В., Старцева И.Е., Шур Я.С. Влияние дестабилизации доменной структуры, вызванной быстрым охлаждением на магнитные свойства кремнистого железа // ФММ. 1981. Т. 51. № 5. С. 1073–1076.
  35. Startseva I.E., Shulika V.V., Lukshina V.A. Effect of quenching destabilization on domain structure on magnetic properties of silicon iron // J. Magn. Magn. Mater. 1984. V. 41. № 1. P. 292–294.
  36. Старцева И.Е., Шур Я.С. Термомагнитная обработка монокристаллов кремнистого железа и ее влияние на доменную структуру // ФММ. 1967. Т. 23. № 5. С. 849–856.
  37. Старцева И.Е., Шулика В.В., Шур Я.С. Влияние индуцированной магнитной анизотропии на магнитные свойства и доменную структуру нетекстурованной трансформаторной стали // Изв. АН СССP. 1972. Т. 36. № 7. С. 1597–1601.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar