Challenges and Issues of Modern Science (Jun 2024)
Структура та фазовий склад плівок Fe–Si–B-Cu–Nb та Fe–Si–B-Ni–Mo
Abstract
Вплив модернізованого триелектродного іонно-плазмового розпилення складної мішені на основі системи Fe-Si-B з добавками Cu, Nb або Ni, Mo на структуру та властивості розпилених плівок було досліджено. Виявлено утворення аморфних та нанокристалічних фаз у плівках. Розмір області когерентного розсіювання у плівці 73 ат.% Fe, 15.8 ат.% Si, 7.2 ат.% B, 4 ат.% Cu, 4 ат.% Nb (Fe75SiBCuNb) становив 1.6 нм. У плівці 78.5 ат.% Fe, 6 ат.% Si, 14 ат.% B, 1.5 ат.% Ni, 1.5 ат.% Mo (Fe78.5SiBNiMo) розмір області когерентного розсіювання становив 12 нм. Досліджено термічну стабільність отриманих метастабільних станів плівок. Температури початку та кінця розпаду метастабільних станів було оцінено за точками на температурній залежності, де починається незворотне зниження електричного опору. Структура плівок Fe75SiBCuNb демонструє стабільність до температури 773 K. Для цих плівок температурний коефіцієнт опору становить (-0.00021)·1/K. Плівки Fe78.5SiBNiMo стабільні до 703 K і мають температурний коефіцієнт опору (-0.000009)·1/K. При 773 K для складу Fe75SiBCuNb і 703 K для складу Fe78.5SiBNiMo спостерігається початок розпаду метастабільних структур з утворенням пересиченого твердого розчину α-Fe. Температурна залежність досягнення максимальної величини відносної зміни електричного опору ((R/R0) використовувалась для оцінки енергії активації процесів розпаду початкових метастабільних структур. Значення енергії активації, отримані методом Кіссінгера, становлять 10400 ± 1200 K. Це значення в чотири рази нижче, ніж значення енергії активації (43000 K) у сплаві Fe40Ni40P14B6, загартованому з рідкого стану. Це можна пояснити геометричними факторами та практично двовимірністю плівок у порівнянні із загартованими фольгами. У роботі визначено умови отримання плівок з низькими значеннями температурного коефіцієнта електричного опору (-0.000009)·1/K та коерцитивної сили (HC ~ 11 A/m).
