Том 125, № 2 (2024)

Mагнитомягкие материалы с высокой магнитной восприимчивостью в ответ на воздействие переменных магнитных полей генерируют в приемной катушке индукционное электрическое напряжение, спектр которого содержит высшие гармоники. Это обусловлено нелинейной зависимостью намагниченности от магнитного поля, и амплитуды высших гармоник дают значительный вклад в общий сигнал, если внешнее поле приводит к магнитному насыщению. В аморфных ферромагнетиках магнитная восприимчивость и поле насыщения в значительной степени определяются магнитоупругими взаимодействиями, соответственно, амплитуды высших гармоник должны зависеть от внешних механических напряжений. В данной работе исследуются процессы перемагничивания в аморфных микропроводах двух составов: Co₇₁Fe₅B₁₁Si₁₀Cr₃ и Co_66.6Fe_4.28B_11.51Si_14.48Ni_1.44Mo_1.69 при воздействии внешних растягивающих напряжений. Для первого состава механические напряжения, превышающие некоторый предел (более 350 МПа), приводят к трансформации магнитного гистерезиса с бистабильного типа в наклонный. При этом наблюдается резкое изменение гармонического спектра. В микропроводах второго состава с изначально наклонной петлей, внешние напряжения вызывают монотонное увеличение угла наклона петли гистерезиса, т. е. уменьшение восприимчивости. В этом случае амплитуды высших гармоник претерпевают значительные изменения при небольших напряжениях, меньше 100 МПа. Результаты получены при перемагничивании образцов микропровода с помощью системы плоских катушек, что демонстрирует потенциал применения этих материалов в качестве беспроводных датчиков механических напряжений с дистанционным считыванием.

Отработана технология изготовления туннельных магниторезистивных (ТМР) контактов на основе слоев CoFeB/MgO/CoFeB с характерными латеральными размерами от 200 до 700 нм с использованием комбинации электронных резистов HSQ/PMMA. Для исследования процессов перемагничивания в полученных образцах были проведены измерения кривых магнетосопротивления. Показано, что в зависимости от структуры магниточувствительного слоя и геометрических параметров ТМР контактов реализуются элементы как с вихревым, так и c квазиоднородным распределением намагниченности свободного слоя. При этом в последних ширина фронта перемагничивания составляет от 2 до 6 Э.

Представлены экспериментальные результаты возникновения напряжения на потенциальных контактах в отсутствие внешнего тока через образец в области плато квантового эффекта Холла в гетероструктуре с квантовой ямой InGaAs/InAlAs. Возникновение напряжения связано с неэквивалентностью протекания краевого тока в потенциальных контактах в магнитном поле в системе с двумерным электронным газом.

Работа посвящена изучению влияния многоступенчатой термической обработки на формирование микроструктуры сплава серии Al–Mg–Si, легированного скандием и цирконием при соотношении Mg/Si=0.3. Для этого был отлит “базовый” сплав AlMgSi, не содержащий скандия и циркония, и его модификация AlMgSiScZr с добавками данных элементов. Многоступенчатая термообработка сплава AlMgSiScZr состояла из 4-х этапов отжига: 550 °C, 8 ч + 440 °C, 8 ч + 500 °C, 0.5 ч + 180 °C, 5 ч. Для сплава AlMgSi она включала в себя две ступени 550 °C, 8 ч + 180 °C, 5 ч. Исследование микроструктуры сплава AlMgSiScZr проводили в литом состоянии, а также после каждого шага термической обработки с помощью сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, сплава AlMgSi – в литом состоянии и после заключительной термообработки. После каждого шага термической обработки измеряли микротвердость исследованных сплавов. Установлено, что в процессе охлаждения слитка в рассматриваемых сплавах образуются крупные интерметаллиды типа Fe₂Mg₇Si₁₀Al₁₈, которые частично растворяются при последующей термообработке. В то же время в сплаве с добавками скандия и циркония на межзеренных границах присутствуют частицы, которые можно отнести либо к (AlSi)₃ScZr, либо к τ (фазе) AlSc₂Si₂. Следов прерывистого распада пересыщенного скандием твердого раствора при остывании слитка обнаружено не было. Термическая обработка при 550 °C, 8 ч + 440 °C, 8 ч приводит к появлению фазы, которая может являться как AlSc₂Si₂, так и Al₅SiZr₂, в то же время наночастицы (AlSi)₃ScZr не образуются. Нагрев при 500 °C в течение 30 мин позволяет полностью растворить частицы, содержащие магний. На заключительном этапе в исследуемых сплавах образуются частицы βꞌꞌ (Mg₅Si₆), при этом скандий не оказывает на их формирование существенного влияния.

Изучены особенности микроструктуры сплава Ti–51 ат.%Ni с эффектами памяти формы после старения при различных температурах. В комплексе с исследованиями методами оптической и электронной микроскопии и рентгеновского анализа выполнены испытания механических свойств на растяжение при комнатной температуре. Установлено, что сплав в состаренном состоянии отличает высокий уровень механических свойств (предел прочности до 1200 МПа при относительном удлинении до 35 %) благодаря высокодисперсному гомогенному распаду и эффекту одновременного упрочнения и повышения пластичности в результате деформационно индуцированного мартенситного превращения.

Рассмотрено взаимодействие компонентов при высокотемпературном отжиге спрессованных порошков магния и бора в технологиях получения сверхпроводящего соединения MgB₂ на основе результатов, представленных в работах, использующих стандартную технологию синтеза и технологию горячего газостатического прессования. В компьютерной модели кристаллизации бинарного сплава исследовано влияние кинетики роста кристалла и диффузии компонентов, выделяющихся на межфазной границе, на морфологию диссипативных структур, образующихся при фазовом превращении. Проведен анализ условий и механизма формирования “дендритоподобных” структур, возникающих при кристаллизации MgB₂ из расплава магния (Mg –% B).

Методом спиннингования были получены быстрозакалённые ленты состава Mn₅₅Al₃₆Ga₉. В исходном закалённом состоянии ленты имели двухфазную структуру ε и γ₂-фаз. Установлено, что при нагреве сплав претерпевает ряд фазовых превращений, включающих в себя выделение равновесной фазы β-Mn и последующее её растворение, выделение ферромагнитной τ-фазы как из ε, так и из γ₂-фаз. Наибольшего количества τ-фазы удалось получить в результате отжига при температуре 700 °C в течение 20 минут. Работа описывает как фазовый состав, получаемый в результате отжигов при различных температурах, так и особенности микроструктуры, изучаемой методами электронной микроскопии.

Предварительно деформированный в форме дуги окружности со стрелой прогиба 3 мм образец из ленты аустенитно-мартенситной стали 0.3C–13Cr–10Mn–3Si–1V был подвергнут облучению быстрыми нейтронами флюенсом 6×10¹⁹ см^–2 в мокром вертикальном канале реактора ИВВ-2М при температуре 80 °C. Данный материал относится к классу нержавеющих марганцевых аустенитных сталей с эффектом памяти формы (ЭПФ). Изначально ожидалось, что облучение уменьшит величину ЭПФ при последующем нагреве исследованного образца в сравнении с эталонным образцом. Однако вместо этого было выявлено проявление ЭПФ непосредственно под воздействием облучения с уменьшением стрелы прогиба примерно на 21 %. Контрольные эксперименты подтвердили, что нижняя температурная граница проявления ЭПФ в данном материале лежит при 120 °C, а при 80 °C эффект отсутствует. Это позволяет сделать вывод, что наблюдавшийся эффект является результатом именно нейтронного облучения.