Влияние размера зерен основной магнитотвердой фазы на скачки намагниченности в микро- и наноструктурированных сплавах РЗМ-3d-металл-бор в области низких температур

Abstract

Хорошо известно, что благоприятное сочетание фундаментальных магнитных констант (намагниченности насыщения (Мs), магнитной анизотропии (K1) и температуры Кюри (Tc)) для фазы Nd2Fe14B позволяет достичь в спеченных магнитах типа Nd-Fe-B значений максимального энергетического произведения - (BH)max≥50 МГс*Э. Дальнейшее увеличение (BH)max ожидается для наноструктурных сплавов аналогичного состава, которые производятся методом быстрой закалки в виде порошка. Важное значение имеют исследования таких материалов при низких температурах, что, в частности, необходимо для проверки теорий перемагничивания таких материалов. Мы изучали перемагничивания в микро- и наноструктурированных сплавах типа (Nd,Pr)-(Fe,Co)-B ( сплавы марок MQP-B+ и MQP-16-7). Было установлено, что перемагничивание наноструктурированных (Nd,Pr)-(Fe,Co)-B сплавов при низких температурах сопровождается скачками намагниченности, которые подобны скачкам Баркгаузена. Наблюдаемое явление появляется в магнитном поле близком к значению коэрцитивной силы образца. Скачки намагниченности являются случайными по своей амплитуде и не являются устойчивыми по отношению к напряженности магнитного поля. Количество их на кривой размагничивания уменьшается с увеличением температуры и полностью прекращается при 4К. По результатам исследований можно заключить, что такие скачки соответствуют одновременному вращение намагниченности в большой области нанозерен (около 105 штук), которые связаны относительно сильным обменным взаимодействием. Возможно, тепловая энергия «разрушает» в результате нагрева образца связанные области, что приводит к плавному перемагничивания.

It is well known that the favorable combination of fundamental magnetic constants (saturation magnetization (Мs), magnetic anisotropy (K1) and Curie temperature (Tc)) for the Nd2Fe14B phase allows to attain in the Nd-Fe-B type sintered magnets the record magnetic energy product – (BH)max ≥50 MGsOe. A further progress in (BH)max increasing is expected in a field of nanostructured alloys of the similar compositions and basically manufactured by the melt spinning technique in a shape of flakes or coarse powders. An important role in the studies of such materials belongs to investigations at low temperatures, which are in particular need for magnetization reversal theories verification. We studied the magnetization reversal in micro- and nanostructured (Nd,Pr)-(Fe,Co)-B alloys (MQP-B+ and MQP-16-7 brands). It was found that the magnetization reversal of nanostructured Nd-Fe-B alloys at low temperature also accompanies by magnetization jumps which look like the famous Barkhausen’s jumps. The observed phenomenon appears in the magnetic fields close to the sample coercivity value. Magnetization jumps are random in their amplitude and are not stable with respect to magnetic field intensity. The jumps quantity on the demagnetization curve decreases with temperature increasing and fully ceases at 4 K. It can conclude that such jumps correspond to simultaneous magnetization rotations in the large nanograins cluster (about 105 pieces) which are coupled by a relatively strong exchange interaction. Probably a thermal energy ‘destroys” these clusters at sample heating and magnetization reversal goes here more smoothly.