Relaxation Annealing Influence on the Magnetic Properties and Magnetic Impedance of Amorphous Co-Based Wires

D. A. Bukreev; Букреев Д. А.; M. S. Derevyanko; Деревянко М. С.; A. A. Moiseev; Моисеев А. А.; G. V. Kurlyandskaya; Курляндская Г. В.; A. V. Semirov; Семиров А. В.

doi:10.31857/S0015323023601204

Влияние релаксационного отжига на магнитные свойства и магнитный импеданс аморфных проволок на основе кобальта

Авторы: Букреев Д.А.¹, Деревянко М.С.¹, Моисеев А.А.¹, Курляндская Г.В.², Семиров А.В.¹
Учреждения:
1. Иркутский государственный университет
2. Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Выпуск: Том 124, № 12 (2023)
Страницы: 1159-1164
Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
URL: https://journals.rcsi.science/0015-3230/article/view/232725
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323023601204
EDN: https://elibrary.ru/CKTXDB
ID: 232725

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Представлены результаты исследования влияния релаксационного отжига продолжительностью 2 ч при температуре 620 K на магнитоимпедансный эффект (МИ) в аморфных проволоках Co₆₆Fe₄Nb_2.5Si_12.5B₁₅. Обнаружено, что МИ на низких частотах переменного тока после термообработки заметно увеличивается, тогда как на высоких частотах он изменяется слабо. С помощью магнитоимпедансной томографии показано, что это связано с тем, что изменения магнитных свойств, вызванные термообработкой, неодинаковы в различных областях проволоки. Так, в поверхностной области толщиной около 2.5 мкм магнитная проницаемость остается практически неизменной, а во внутренних областях после отжига значительно увеличивается.

Ключевые слова

магнитоимпедансная томография, магнитный импеданс, метод конечных элементов, компьютерное моделирование, аморфные проволоки

Список литературы

Beach R.S., Berkowitz A.E. Giant magnetic field dependent impedance of amorphous FeCoSiB wire // Appl. Phys. Lett. 1994. V. 64. P. 3652–3654.
Gudoshnikov S., Tarasov V., Liubimov B., Odintsov V., Venediktov S., Nozdrin A. Scanning magnetic microscope based on magnetoimpedance sensor for measuring of local magnetic fields // JMMM. 2020. V. 510. P. 166 938.
Makhotkin V.E., Shurukhin B.P., Lopatin V.A., Marchukov P.Yu., Levin Yu.K. Magnetic field sensors based on amorphous ribbons // Sens Actuators A. Phys. 1991. V. 27. P. 759–762.
Uchiyama T., Ma J. Development of pico tesla resolution amorphous wire magneto-impedance sensor for bio-magnetic field measurements // JMMM. 2020. V. 514. P. 167 t148.
Kumar A., Mohapatra S., Fal-Miyar V., Cerdeira A., García J.A., Srikanth H., Gass J., Kurlyandskaya G.V. Magnetoimpedance biosensor for Fe3O4 nanoparticle intracellular uptake evaluation // Appl. Phys. Lett. 2007. V. 91. P. 143 902.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982. 621 с.
Kekalo I.B., Lubyanyi D.Z., Mogil’nikov P.S., Chichibaba I.A. Processes of structural relaxation in the amorphous alloy Co69Fe3.7Cr3.8Si12.5B11 with a near-zero magnetostriction and their effect on the magnetic properties and the characteristics of magnetic noise caused by Barkhausen jumps // Phys. Met. Metal. 2015. V. 116. P. 645–655.
Kronmüller H., Fernengel W. The role of internal stresses in amorphous ferromagnetic alloys // Phys. Stat. Sol. (a). 1981. V. 64. P. 593–602.
Mushnikov N.V., Potapov A.P., Shishkin D.A., Protasov A.V., Golovnya O.A., Shchegoleva N.N., Gaviko V.S., Shu-nyaev K.Yu., Bykov V.A., Starodubtsev Yu.N., Belozerov V.Ya. Magnetic properties and structure of nanocrystalline FINEMET alloys with various iron contents // Phys. Met. Metal. 2015. V. 116. P. 663–670.
Kurlyandskaya G.V., Lukshina V.A., Larrañaga A., Orue I., Zaharova A.A., Shishkin D.A. Induced magnetic anisotropy features in FeCrSiBNbCu nanocrystalline alloy: Role of stress distribution proven by direct X-ray measurements // J. Alloys Compd. 2013. V. 566. P. 31–36.
Sarkar P., Vcelak J., Roy R.K., Panda A.K., Mitra A., Ripka P. Co-Based Amorphous Material for Giant Magnetoimpedance and Fluxgate Sensing Cores // IEEE Trans Magn. 2015. V. 51. V. 1–4.
Semirov A.V., Moiseev A.A., Bukreev D.A., Kudryavtsev V.O., Zakharov G.V., Gavrilyuk A.A., Sapozhnikov A.N. Magnetoimpedance detection of the structural relaxation of amorphous ferromagnetic alloys // Russian J. Nondestructive Testing. 2010. V. 46. № 12. P. 887–891.
Zaichenko S.G., Perov N.S., Glezer A.M., Gan’shina E.A., Kachalov V.M., Calvo-Dalborg M., Dalborg U. Low-temperature irreversible structural relaxation of amorphous metallic alloys // JMMM. 2000. V. 215–216. P. 297–299.
Semirov A.V., Gavrilyuk A.A., Kudryavtsev V.O., Moiseev A.A., Bukreev D.A., Semenov A.L., Ushchapovskaya Z.F. The effect of annealing on impedance properties of elastically deformed soft magnetic wires // Russian J. Nondestructive Testing. 2007. V. 43. № 10. P. 639–642.
Serikov V.V., Kleinerman N.M., Volkova E.G., Lukshina V.A., Potapov A.P., Svalov A.V. Structure and magnetic properties of nanocrystalline FeCuNbSiB alloys after a thermomechanical treatment // Phys. Met. Metall. 2006. V. 102. P. 268–273.
Antonov A.S., Borisov V.T., Borisov O.V., Pozdnyakov V.A., Prokoshin A.F., Usov N.A. Residual quenching stresses in amorphous ferromagnetic wires produced by an in-rotating-water spinning process // J. Phys. D Appl. Phys. 1999. V. 32. V. 1788–1794.
Bukreev D.A., Derevyanko M.S., Moiseev A.A., Svalov A.V., Semirov A.V. The Study of the Distribution of Electrical and Magnetic Properties over the Conductor Cross-Section Using Magnetoimpedance Tomography: Modeling and Experiment // Sensors. 2022. V. 22. P. 9512.
Bukreev D.A., Derevyanko M.S., Moiseev A.A., Semirov A.V., Savin P.A., Kurlyandskaya G.V. Magnetoimpedance and Stress-Impedance Effects in Amorphous CoFeSiB Ribbons at Elevated Temperatures // Materials. 2020. V. 13. P. 3216.
Chen D.-X., Pascual L., Fraga E., Vazquez M., Hernando A. Magnetic and transport eddy-current anomalies in cylinders with core-and-shell regions // JMMM. 1999. V. 202. P. 385–396.
Курляндская Г.В., Левит В.И. Материаловедение. Монокристаллы: учебное пособие. Екатеринбург: УрФУ, 2011. 170 с.