Магнитомягкие нанокристаллические сплавы используются для изготовления магнитопроводов в различных электронных и электротехнических устройствах, в основном -различных трансформаторах. Масштабы использования таких материалов постоянно увеличиваются. Это обусловлено их уникальными магнитными свойствами, главным образом малой коэрцитивной силой и высокой магнитной проницаемостью. За последние годы разработано большое количество различных марок сплавов для получения нанокристаллических

more »

... ов и разработаны технологии их получения. В связи с этим, на первый план выходят технологические вопросы, а именно -повышение качества, увеличение выхода годной продукции, увеличение производительности агрегатов, снижение производственных затрат и др. Объект исследования -две серии образцов промышленного сплава марки ГМ-414. Это сплав на основе железа ~ 95 % (по массе) Fe. Основными легирующими добавками являются бор и кремний. Кроме того, сплав содержит более 10 различных легирующих элементов, формирующих его магнитные свойства. Технология производства нанокристаллического материала включает в себя следующие основные стадии: -выплавка сплава; -закалка из жидкого состояния; -отжиг полученной аморфной ленты с целью формирования нанокристаллов внутри аморфной матрицы. Успешное проведение каждого этапа обеспечивается качеством исходных материалов, полученных на предыдущей стадии таким образом, что первая стадия выплавки приобретает особое значение. Это особенно важно для рассматриваемого класса материалов, поскольку аморфная лента представляет из себя как бы «мгновенную фотографию жидкости», из которой она была получена. Все неоднородности, ликвации по составу и другие дефекты обязательно скажутся далее на процессе отжига и служебных характеристиках готовой продукции. Кроме того, процесс разливки с закалкой из жидкого состояния -это очень тонко настроенный процесс и малейшие отклонения, например колебания вязкости расплава от плавки к плавке могут существенно повлиять на него, вплоть до полного выхода плавки в брак. Для исследований отобрано две серии образцов: -образцы плавки по стандартной технологии в вакуумной индукционной печи; -образцы экспериментальной плавки в индукционной печи без использования вакуума на воздухе. Температурно-временной режим плавок был одинаковым. В обоих случаях на поверхности металла образовывалось небольшое количество шлака. Качество продукции из металла этих плавок оказалось сопоставимым, т.е. различия были сопоставимы с различиями в показателях качества разных плавок по стандартной технологии. Основной метод исследования -крутильно-колебательный метод измерения кинематической вязкости. Использована уникальная методика регистрации крутильных колебаний [1]. Погрешность измерений кинематической вязкости не превышает 3 %, при этом в пределах одного эксперимента точность значительно выше. Вязкость рассматриваемых сплавов важна сама по себе, как справочные данные, поскольку режимы аморфизации при разливке определяются с учетом вязкости расплавов. Кроме того, не менее важно по характеру изменения вязкости с изменением температуры выявить критические температуры, при которых происходят структурные изменения в расплаве, поскольку в итоге желательно сформировать максимально однородную по составу и структуре аморфную ленту. Эксперименты проводились в атмосфере гелия. Масса образцов составляла 25 г, диаметр 1,3 мм. Период колебаний подвесной системы вискозиметра ~ 4 с. Точность поддержания температуры ± 1 °C. Обобщенные результаты двух серий экспериментов представлены на рис. 1. Политерма А соответствует сплаву, выплавленному по стандартной технологии в вакууме, политерма Б -сплаву, выплавленному по экспериментальной технологии без использования вакуума. Первое, что обращает на себя внимание, это значительно более существенное раскрытие гистерезиса на политерме Б по сравнению с А. При этом вязкость расплава Б перед затвердеванием значительно выше. Вторая особенность политерм состоит в наличии на них аномальных участков. Имеют место существенные * Работа выполнена при поддержке гранта Президента РФ для поддержки молодых российских ученых МК-95.2012.3