вая намагничивания /). Кроме того, проводится отжиг в магнитном доле, приложенном в направлении, перпендикулярном оси ленты, и также снимается кривая намагничивания вдоль оси ленты (кривая намагничивания 2). Разность между энергиями намагничивания, полученными но этим двум кривым, дает энергию наведенной магнитной анизотропии1 Еи:

Д S =j НсЦМ±-~М2), (5.9)

о

где AS— площадь, заключенная между кривыми намагничивания Mi и Mr, Ms — намагниченность насыщения; Н — напряженность магнитного поля.

5.5.3. Магнитная анизотропия, наведенная отжигом в магнитном поле

Хорошо известно, что отжиг [кристаллических магнитных материалов (или их охлаждение) в магнитном поле как в случае маг-нитномягких, так и магнитножестких материалов приближает форму петли гистерезиса к прямоугольной и поэтому является эффективным способом улучшения магнитных свойств1. Кроме того, известно также, что это происходит из-за появления наведенной магнитным полем одноосной магнитной анизотропии.

Проведены исследования этого вида магнитной анизотропии в аморфных сплавах [84, 89—92], в результате чего физическая сторона вопроса все более проясняется.

На рис. 5.32 приведены две схемы измерения энергии наведенной магнитной анизотропии в быстрозакаленных аморфных металлических лентах. Они основаны на том, что наведенная магнитная анизотропия является одноосной. Способ, показанный на рис. 5.32, о, состоит в том, что отжиг и охлаждение .проводятся в магнитном поле, совпадающем по направлению с осью ленты, после чего измеМетод, представленный на рис. 5.32,6, носит название метода крутящего момента. Диск, вырезанный из аморфной ленты, отжигается и охлаждается в магнитном поле. Измеряется крутящий момент L при повороте такого диска по направлению магнитного поля. В случае одноосной анизотропии L можно выразить как2

Z. = 2K„sin29. (5.10)

Кроме того, так как L есть производная от энергии анизотропии ?„, L(0)=d?»/de, то

Еи (в) = — Ки cos1 9. (5.11)

Величина, равная половине максимальной амплитуды Lm крутяще' В данном случае она представляет собой константу наведенной одноосной магнитной анизотропии Ки- Прим. ред.

2 в —угол между наведенной при отжиге в магнятиом поле осью легкого намагничивания и направлением вектора Мя, задаваемым внешним магнитным полем (см. рис, 5.32,6). Прим. ред.

151

150

го момента, выражаемого формулой (5.10), дает значение константы одноосной магнитной анизотропии Ки-Константа Ки представляет собой энергию, необходимую для поворота вектора намагниченности от оси наиболее легкого к оси наиболее трудного намагничивания.

В практике определения Ки аморфных ферромагнитных сплавов используются оба эти метода. В зависимости от продолжительности и температуры отжига, скорости охлаждения, химического состава сплава измерения дают значения Ки в интервале от 0,01 до 1,0 кДж/м3.

Одноосную анизотропию, характеризуемую определенным значением Ки. можно устранить нагревом до температур выше точки Кюри. Однако, если после этого провести повторную термическую обработку в магнитном поле с другим направлением, возникает новая ось легкого намагничивания и отвечающая ей одноосная анизотропия тем же значением Ки. На рис. 5.33 показано, как зависит константа одноосной магнитной анизотропии Ки от температуры отжига и его продолжительности. Основываясь на этих данных, можно заключить, что: Ки появляется только при температурах ниже точки Кюри; при высоких температурах Ки легко (т. е. за небольшое время) достигает насыщения, но при низких температурах, когда время релаксации большое, насыщения не происходит; с понижением температуры

152 значение ,Хи«, соответствующее насыщению, увеличивается [93J. Зависимость величины Кия от температуры отжига Та приведена на рис. 5.34. Видно, что появление анизотропии яри температурах ниже точки Кюри связано с термически активируемыми процессами. Причиной этого является диффузия .

Из рис. 5.35 следует, что Ки подчиняется закону Аррениуса. Здесь же приведены значения энергий активации, определенные через среднее время релаксации. Полученные значения составляют ~- 1 эВ, что довольно мало по сравнению с энергией активации возникновения анизотропии Ки в кристаллических магнитных сплавах (твердых растворах), для которых получены величины 2—3 эВ. На рис. 5.36 приведены зависимости Ки от концентрации магнитных атомов в' сплавах . Приведенные значения Ки получены либо ври изотермическом отжиге в магнитном' поле, либо при очень медленном охлаждении в магнитном поле. Видно, что Ки изменяется по кривой с максимумом, причем при х = 0 или х= 1 значения Ки малы, а максимум лежит в области составов хя»0,5.

2 —

3 —

(Ре^Со^аВц Si1;

Неель и Танигути [94, 95] предложили теоретическую модель наведения одноосной магнитной анизотропии Ки для кристаллических твердых растворов. Мы попытаемся применить эту модель к аморфным сплавам. В основе модели Нее-ля — Танигути лежат следующие предпосылки. В ферромагнитных сплавах величина квазидиполь-ного взаимодействия между парами магнитных атомов зависит от сорта ат