PL112813B2 - Method for the control of magnet alloys - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano 31.03.1982 i Int. Cl.2 G01N 23/203 Twdrcywynalazku: Andrzej Szczepkowski, Zbigniew Tucholski,Jan Suwalski Uprawniony z patentu tymczasowego: Centralny Osrodek Badawczo-Rozwojowy Radia i Telewizji, Warszawa (Polska) Sposób kontroli stopów magnetycznych Sposób kontroli stopów magnetycznych przeznaczo¬ nych do produkcji glowic, zwlaszcza wizyjnych glowic nagrywajaco-odtwarzajacych, w oparciu o metode okres¬ lania sieciowego uporzadkowania atomowego.Material przeznaczony na wizyjne glowice magnety¬ czne powinien odznaczac sie odpowiednimi wlasciwos¬ ciami magnetycznymi takimi jak: duza przenikalnosc magnetyczna, male straty na histereze, oraz wlasnos¬ ciami mechanicznymi, takimi jak duza twardosc i duza wytrzymalosc na scieranie. Ponadto material powinien wykazywac mozliwe male zmiany wlasnosci magnety¬ cznych pod wplywem obróbki mechanicznej. Materialem magnetycznym, który spelnia powyzsze warunki jest stop zelaza, krzemu i aluminium FeSiAl o odpowiednich pro¬ porcjach i odpowiednim uporzadkowaniu atomowym.Z teorii strukturalnej stopów wiadomo, ze procentowy udzial domieszek diamagnetycznych jak i ich rozmie¬ szczenie w sieci krystalograficznej stopu wplywaja zasad¬ niczo na wielkosc wymienionych wyzej wlasnosci magnetycznych.Znane sa sposoby okreslania osobno kazdej z tych wielkosci. Ilosc domieszek wyznacza sie w analizie che¬ micznej, natomiast uporzadkowanie sieciowe metoda dyfrakcji rentgenowskiej. O ile wykonanie analizy chemi¬ cznej jest rzecza bardzo prosta, o tyle metoda dyfrakcji rentgenowskiej litych stopów przeznaczonych do pro¬ dukcji glowic magnetowizyjnych okazala sie calkowicie bledna. Porównanie intensywnosci linii dyfrakcyjnych z sekwencjami natezen linii wzorcowych dla struktur typu FejAl i FeAl jest niezmiernie utrudnione z uwagi na duze ziarna stopu, co powoduje, ze w obszarze naswietlania wiazka pierwotna znajduje sie kilka takich ziaren. Daje to w efekcie zanizone, nieprawdziwe, a dla powtarzal¬ nych pomiarów sprzeczne natezenia linii.W celu otrzymania prawdziwej informacji z pomiarów dyfrakcji rentgenowskiej nalezy material sproszkowac.Daje to w rezultacie wlasciwe refleksy Braggowskie pow¬ stajace na wielu malych jednorodnych krystalitach.Wlasnosci magnetyczne takiego sproszkowanego mate¬ rialu odbiegaja jednak znacznie od wlasnosci pierwot¬ nego stopu. Tak wiec metoda ta nie nadaje siedo kontroli uporzadkowania sieciowego litych materialów na glo¬ wice magnetowizyjne, co wielokrotnie wypróbowywano.Znany jest takze sposób pomiaru skladu materialów na podstawie przesuniecia linii rezonansowej lub na pod¬ stawie jej rozszczepienia wykorzystujac spektrometr móssbauerowski. W metodzie pomiarowej opartej o efekt Móssbauera analizuje sie promienie gamma prze¬ chodzace przezpróbke materialu. Z tegowzgledubadana próbka winna miec postac cienkiej plytki o grubosci 20-30 t*m. W tym celu badany material poddaje sie roz¬ drobnieniu, a otrzymany proszek napyla sie na przezro¬ czyste podloze. Niedogodnosc tej metody polega na tym, ze podczas rozdrabniania stopu FeSiAI zmieniaja sie wlasnosci magnetyczne stopu. Z tego wzgledu otrzymane wyniki pomiaru nie odzwierciedlaja wlasciwosci magne¬ tycznej stopu.Celem niniejszego wynalazku jest pomiar sieciowego3 112 813 4 uporzadkowania litych stopów w postaci takiej, w jakiej zostana zastosowane w obwodach magnetycznych. Cel ten osiagnieto przez wykorzystanie znanego zjawiska efektu Móssbauera z zastosowaniem geometrii rozpro¬ szeniowej.Istota wynalazku polega na tym, ze stop w postaci takiej, wjakiej zostanie zastosowany w obwodzie magne¬ tycznym umieszcza sie w polu promieniowania gamma — przy czym promienie gamma zostaja odbite a tor detekcji rejestruje promieniowanie rozproszeniowe,jako widmo móssbauerows]Qf| które nastepnie porównuje sie z eksperymentalnie, jednorazowo dobranym widmem próbki wzorcowej o cechach charakteryzujacych sie wystepowaniem co najmniej osmiu wydzielonych nieza¬ leznych linii (11) do (I8), wartosci efektywnych pól magne¬ tycznych w obu wyróznionych postaciach zelaza mieszczacych sie w granicach Fe(8) = 30±0,5Tesli i Fe (4) = 20 ± 0,3 Tesli, a stosunek natezen wewnetrznych do nastepujacych po nich linii spelnia nierównosc (Ii) (I2)^l/2.Zaleta rozwiazania wedlug wynalazku jest mozliwosc przeprowadzenia kontroli materialu, czego nie mozna bylo osiagnac przy uzyciu znanej i powszechnie stosowa¬ nej metody dyfrakcji rentgenowskiej. Zastosowanie wynalazku daje dwojakiego rodzaju korzysci. Po pier¬ wsze, jest to duzo tansza i wielokrotnie szybsza kontrola wlasciwosci magnetycznych stopu, w porównaniu z wykonywaniem próbnych glowic. Po drugie, w przy¬ padku nie spelniania przez wyprodukowany material optymalnych warunków mozna na podstawie analizy widma okreslic domieszki lub zmiany w procesie techno¬ logicznym konieczne do uzyskania stopu o odpowied¬ nich wlasnosciach magnetycznych.W sposobie wedlug wynalazku zastosowano nastepu¬ jaca aparature: zródlo promieniowania, uklad modulacji energii promieniowania potrzebny do odstrajania i dos¬ trajania do rezonansu badanej próbki, tor detekcji pro¬ mieniowania rozproszonego przez badany material oraz uklad rejestracji danych.Zródlem promieniowania jest izotop 57Fe powstajacy przy promieniotwórczym rozpadzie atomów Co wdy- fundowanych w matryce Cr. Zmiana energii promienio¬ wania realizowana jest przez wykorzystanie efektu Dopplera. Zródlo promieniowania i obiekt badany zos¬ taja wprawione we wzgledny ruch z predkoscia v co powoduje zmiane energii fotonów gamma o wartosci E = v/c; gdzie: c — predkosc swiatla, E — energia foto¬ nów opuszczajacych zródlo. Stad umowna skala energii w badanych widmach jest predkosc podawana w mm/s.Tor detekcji promieniowania rozproszonego polaczony jest ze spektrometrem móssbauerowskim. Do rejestracji danych otrzymanych ze spektrometru SM-4 produkcji IBJ zastosowano minikomputer MERA-302 o poje¬ mnosci 224 zliczen na kanal. Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze stop badany o dowolnym ksztalcie w formie wlewka lub przygotowanych juz do produkcji glowic magnetycznych odpowiednich wykrojników umieszcza sie na drodze promieniowania gamma.Licznik ustawia sie w geometrii rozproszenia tzn pod katem prostym do linii zródlo — obiekt badany. Z otrzy¬ manego widma móssbauerowskiego oblicza sie przy pomocy odpowiedniego programu na maszynie cyfrowej parametry sieciowego uporzadkowania atomowego lub w sposób uproszczony porównuje sie z widmem wzorco¬ wym, przedstawionym na rysunku, kwalifikujac stop wedlug cech charakterystycznych widma, a mianowicie: widmo móssbauerowskie stopu FeSiAl wyselekcjonowa¬ nego materialu, dopuszczonego do produkcji glowic magnetowizyjnyeh, powinno charakteryzowac sie: wy¬ dzielonymi co najmniej osmioma niezaleznymi liniami Ii do h. Obecnosc tych linii daje informacje o istnieniu w stopie dwóch rodzajów pozycji atomów zelaza, których efektywne pola magnetyczne na jadrach w obu tych róz¬ nych podsieciach powinny wynosic Fe(8) = 30±0,5 Tesli i Fe(4) = 20±0,3 Tesli, natomiast stosunek natezen zewnetrznych do nastepujacych po nich linii powinien spelniac nierównosc Wh^ 1/2. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób kontroli stopów magnetycznych wykorzystu¬ jacy spektrometr móssbauerowski zawierajacy zródlo bezodrzutowego promieniowania gamma, uklad modu¬ lacji energii promieniowania, tor detekcji promieniowa¬ nia oraz system rejestracji danych, znamienny tym, ze stop w postaci takiej, w jakiej zostanie zastosowany w obwodzie magnetycznym umieszcza sie w polu promie¬ niowania gamma, przy czym promienie gamma zostaja odbite a tor detekcji rejestruje promieniowanie rozpro¬ szeniowe,jako widmo móssbauerowskie, które nastepnie porównuje sie z eksperymentalnie, jednorazowo dobra¬ nym widmem próbki wzorcowej, o cechach charaktery¬ zujacych sie wystepowaniem co najmniej osmiu wydzielonych niezaleznych linii (Ii)do (U), wartosci efek¬ tywnych pól magnetycznych w obu wyróznionych posta¬ ciach zelazamieszczacych sie w granicach Fe(8) = 30^0,5 Tesli i Fe(4) = 20^0,3 Teslia stosunek natezen wewnetr¬ znych do nastepujacych po nich linii spelnia nierównosc (I,)(I2)^1/2.112 813 -8 -6 -4 -2 O +2 +'? +6 +8 mm/sek PL