Direct evidence for structural origin of stress-induced magnetic anisotropy in Fe–Si–B–Nb–Cu nanocrystalline alloys

Abstract

The structural origin of magnetic anisotropy in Fe-Si-B-Nb-Cu alloys annealed under a tensile stress of 200 MPa is studied by transmission x-ray diffraction. The diffraction peak of the ͑310͒ plane, whose normal vector is parallel to the tensile direction ͑ribbon direction͒, appears at a lower angle than the one perpendicular to it by about 0.1°. This indicates that the spacing of the ͑310͒ plane normal to the tensile direction is about 0.2% larger than the one parallel to it. This is direct evidence for the structural origin of the stress-induced magnetic anisotropy of nanocrystalline soft magnetic alloys.

Quantifying magnetic anisotropy dispersion: Theoretical and experimental study of the magnetic properties of anisotropic FeCuNbSiB ferromagnetic films

“…In particular, amorphous FeCuNbSiB alloys, the precursor of the so-called Finemet nanocrystalline alloy, present remarkable soft magnetic features, evidenced by low coercive fields, high permeability, and high saturation magnetization [3], making possible its employment in high performance and low energy consumption devices. Experimentally, several results have been obtained for FeCuNbSiB magnetic ribbons, and, consequently, the knowledgement about its magnetic properties and the crystallization process are well-established [1,2,[4][5][6]. However, although some reports found in literature have addressed distinct phenomena and aspects [7][8][9][10][11][12][13][14][15][16], the complete understanding on the magnetic behavior of amorphous FeCuNbSiB ferromagnetic films is still lacking [17].…”

Stress-induced magnetic and structural anisotropy of nanocrystalline Fe-based alloys

“…[7][8][9][10] In contrast, the structural origin of the magnetic anisotropy was unclear for about three decades until the anisotropy in the lattice plane was actually observed by transmission x-ray diffraction ͑t-XRD͒ techniques. 11,12 This lattice plane anisotropy shows a linear response to the applied stress, which indicates that the anisotropy originates from residual elastic strain. However, the observed lattice spacing anisotropy may include some contribution from the directional ordering of Fe-Si atomic pair effects introduced by stress annealing.…”

Влияние кристаллизующего отжига под нагрузкой на магнитные свойства и структуру магнитомягкого сплава FeSiNbCuB, легированного хромом

“…Дифрактограммы измерялись на четырехкружном рент-геновском дифрактометре (ПИЯФ НИЦ " Курчатовский институт") в геометрии на просвет с использовани-ем монохроматизированного рентгеновского излучения (MoK α , λ = 0.71 ¦ ). Схема эксперимента приведена в [8,9]. При сканировании вектор рассеяния все время оставался в плоскости образца и мог быть ориентирован вдоль или поперек оси ленты вращением образца на угол 90…”

“…Кроме того, в дифрактограм-мах образцов сплава Fe−Si−Nb−Cu−B с добавлением хрома могут присутствовать сверхструктурные рефлек-сы от упорядоченной фазы Fe 3 Si (структура D0 3 ), ко-торые обычно появляются при концентрации кремния более 11 at.% [8].…”

“…Ранее было показано, что основной причиной появле-ния анизотропии магнитных свойств в нанокристалли-ческих сплавах на основе Finemet сплава после ТМехО является остаточная деформация решетки нанокристал-лов [8][9][10][11][12][13]. В работе [14] было впервые установлено, что при увеличении содержания кремния от 0 до 13.5% происходит изменение типа наводимой при отжиге под нагрузкой магнитной анизотропии.…”