Магнитно-объемные эффекты в аморфных сплавах
Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) инварных сплавов при температуре, близкой к комнатной, практически равен нулю, что весьма важно для применения их в качестве одной из составляющих в термобиметаллах, в объемных резонаторах и др. У железоникелевых кристаллических сплавов в инварной области составов проявляются многие замечательные свойства, в частности, существенное отклонение намагниченности насыщения от ее значений, определяемых по кривой Слэйтера — Полинга, и исчезновение ферромагнетизма, сопровождающееся аномалиями различных физических свойств. Эти, так называемые инварные аномалии, составляют предмет интенсивного исследования, так как они дают ключ к пониманию природы ферромагнетизма в переходных металлах группы железа. Таким образом, инварные аномалии представляют большой интерес не только для металловедов, но и физиков. Такие явления, как аномалия ТКЛР ниже температуры Кюри, вынужденная объемная магнитострикция, изменение намагниченности и температуры Кюри с давлением объединяются под общим названием магнитно-объемных эффектов в связи с тем, что природа их заключается во взаимосвязи магнитного взаимодействия и удельного объема.
В настоящее время известен ряд кристаллических ннварных сплавов, среди которых наиболее детально исследованы сплавы системы Fe—Ni. Инварные эффекты в сплавах этой системы наблюдаются в области составов вблизи границы превращения у-а и сопровождаются следующими своеобразными явлениями: снижением величин магнитного момента и температуры Кюри в области составов с малым содержанием никеля; небольшим ТКЛР или большой и положительной спонтанной объемной магнитострикцией; Ла-эффектом; влиянием холодной деформации на величину ТКЛР; большими значениями высокополевой восприимчивости и вынужденной объемной магнитострикции; существенной зависимостью температуры Кюри и намагниченности насыщения от давления; отклонением кривой температурной зависимости намагниченности от ее значений, определяемых функцией Бриллюэна; малой величиной константы спин-волновой жесткости; широким распределением эффективных магнитных полей на ядрах, следующими из мессбауэровских спектров; большими значениями коэффициента у при электронной части теплоемкости в области низких температур; высоким удельным электросопротивлением; аномальной величиной АЕ-эффекта, снижением величины модуля Юнга даже в насыщающих магнитных полях.
Для объяснения перечисленных особенностей инварных сплавов предложен ряд моделей, по всеобъемлющей теории их до настоящего времени пока еще нe создано.
В аморфном состоянии сплавы на основе железа и кобальта, содержащие необходимое количество металлоидов, являются ферромагнетиками, тогда как такие сплавы на основе никеля парамагнитны при комнатной температуре. В некоторых аморфных сплавах на основе железа наблюдаются упомянутые выше магнитно-объемные эффекты. В частности, аморфные сплавы системы Fe—В в широком интервале температур проявляют инварные свойства, а их магнитные свойства очень сходны со свойствами кристаллических инваров. Сравнение инварных аномалий в кристаллических и аморфных сплавах способствует выяснению основных причин этих явлений.