Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В работе получены образцы сплавов (Fe62Cr24Co14)76+xB23-xSi1 (ат. %), где x= 0, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. Сплавы выплавляли из чистых компонентов в электродуговой печи. Далее методом быстрой закалки на вращающемся медном диске получали образцы металлических лент различной толщины. Линейная скорость вращения диска-кристаллизатора варьировалась от 15 до 40 м/с. Структура образцов была исследована методом рентгеновской дифрактометрии, в монохроматическом CuKα-излучении на дифрактометре Bruker D8 Advance с установленным монохроматором на отраженном пучке. Микроструктура образцов лент была исследована с применением просвечивающей электронной микроскопии, на микроскопе Zeiss Libra 200 при сканировании в режимах темного поля, высокого разрешения и микродифракции. Характеристические температуры сплавов определяли по термограммам сплавов, полученным методом дифференциальной сканирующей калориметрии при скорости нагрева 40 ᵒ/мин на калориметре Setaram Labsys в атмосфере аргона. Магнитные характеристики при комнатной температуре измеряли на навесках лент методом вибрационной магнитометрии в максимальном поле электромагнита 500 кА/м на магнитометре VSM-130. По данным рентгенофазового анализа, установлено, что критическая толщина ленты увеличивается с увеличением содержания бора в составе, и составляет для сплавов с х=0 и 2 – 40 мкм, а для сплавов с x=9 и 10 – меньше 20 мкм. По результатам термического анализа и анализа фазового состава образцов сплавов в различных состояниях, показано, что с увеличением содержания бора в составе сплавов изменяется механизм кристаллизации сплавов - с первичной кристаллизации α-твердого раствора на эвтектический, в результате которого образуется наноразмерная смесь α-твердого раствора и высокотемпературной метастабильной фазы (Fe,Cr)3B, стабильной до температуры 750 °С. С использованием методов просвечивающей электронной микроскопии получены изображения структуры сплава с х= 6, после нагрева до 600 °С и обладающего удельной магнитной энергией 3,98 Дж/м3. Из анализа изображений получено, в структуре сплава отсутствует аморфная фаза, что указывает на полное прохождение процессов кристаллизации за одну эвтектическую реакцию. Структура сплава представляет собой мелкодисперсную смесь кристаллов α-твердого раствора и боридов (Fe,Cr)3B, в которой кристаллы имеют форму близкую к равноосной со средним размером 25 нм. Установлено, что в состоянии после закалки сплавы парамагнитны, затем, в процессе кристаллизации аморфной фазы формирование наноразмерной эвтектической смеси [α + (Fe,Cr)3B] является причиной получения высококоэрцитивного состояния в быстрозакаленных сплавах на основе системы Fe-Co-Cr, легированных Si и B, с удельной магнитной энергией 1,68 - 4,70 Дж/м3. Таким образом, получено, что для получения материалов с высоким комплексом магнитотвердых свойств наиболее перспективными являются аморфные сплавы (Fe62Cr24Co14)76+xB23-xSi1, содержащие в своем составе от 80 (x=4) до 85 (x=9) ат% металлов.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
По результатам выполнения этапа проекта исследовано влияние термической обработки на структуру и магнитные свойства аморфных металлических лент из сплавов (Fe62Cr24Co14)85-xB15+xSi1, где х равняется от 0 до 4. Структура сплавов в различных состояниях была исследована методом рентгеновской дифрактометрии и просвечивающей электронной микроскопии. Термическую обработку металлических лент исследуемых сплавов проводили в муфельной печи электросопротивления. Термомагнитную обработку проводили в трубчатой печи электросопротивления, помещенной в поле электромагнита. Магнитные характеристики при комнатной и повышенных температурах, термомагнитные кривые сплавов измеряли методом вибрационной магнитометрии. В результате комплексного анализа структуры и свойств сплавов после обработки, можно сделать выводы: Получено, что при термической обработке при температурах ниже температуры кристаллизации аморфной фазы наблюдается рост намагниченности насыщения MS с увеличением времени выдержки сплавах с первичной кристаллизацией аморфной фазы и обусловлен появлением в структуре ферромагнитных фаз α и Fe3B. В сплавах с эвтектическим механизмом кристаллизации намагниченность насыщения от длительности отжига не изменяется. По результатам просвечивающей электронной микроскопии в результате термической обработки сплавов (Fe62Cr24Co14)85-xB15+xSi1, х=0 и 1 при 650 и 580 °С, соответственно, удалось получить в структуре мелкодисперсную смесь кристаллов борида Fe3B и зерен фаз α1 и α2 -твердых растворов с периодами решетки 0,286 и 0,295 нм, соответственно. Получено, что формирующийся фазовый состав сплава (Fe62Cr24Co14)81B18Si1, представляющий смесь [α + Fe3B] и [α + Fe2B], остается стабильным после отжига в течение 20 часов при 450°С, при этом деградации магнитных свойств не наблюдается. Длительный низкотемпературный отжиг после высокотемпературного не приводит к фазовому превращению с выделением в структуре фаз с разными ферромагнитными свойствами. Ступенчатая термообработка сплава (Fe62Cr24Co14)85-xB15+xSi1 с х=1 с низкотемпературным отжигом после высокотемпературного также не приводит к фазовому превращению с выделением в структуре фаз твердых растворов с разными ферромагнитными свойствами. Механизм кристаллизации аморфной матрицы при отжиге в магнитном поле не меняется, состав кристаллизующихся фаз аналогичен фазам, выделяющимся при обработке без магнитного поля. Геометрия предельных петель магнитного гистерезиса сплавов также остается без изменений. Ступенчатая термомагнитная обработка незначительно влияет на магнитные свойства исследуемых сплавов. Проведено комплексное исследование сплавов системы Fe-Co-Cr-B-Si с исходной аморфной структурой, проанализированы закономерности фазообразования при кристаллизации из расплава и путем термического воздействия. Установлено, что формирование композиционной структуры с образованием двух твердых растворов α1 и α2 из аморфного состояния сплавов при термической обработке возможно.