Magnetic Properties of Nanocrystalline $Fe_{76-x}Cu_1Mo_xSi_{14}B_9$(x=2,3) Alloys

$Fe_{76-x} Cu_1Mo_xSi_14B_9(x=2, 3)$ 초미세 결정합금의 자기적 특성

The effect of annealing on the magnetic properties and the microstructures of the amorphous $Fe_{76-x}Cu_1Mo_xSi_{14}B_9$(x=2,3) alloys were investigated. When annealed at 500${^{\circ}C}$ for 1hr, $8{\sim}9{\times}10^3$ of the effective permeability and 3~4 A/m of the coercive force were achieved upon crystallization to $\alpha$-Fe phase. And the average diameter of the $\alpha$-Fe grains was about 20nm. For the nanovrystalline ferromagnets. the fine grain size is the important requirement to obtain a good soft magnetic property. In this work, in order to get the finer grain size of $\alpha$-Fe phase, two-step annealing treatment was given. That is, following the low-temperature at $400{^{\circ}C}$ for 1~3hr, the high-temperature annealing at $500{^{\circ}C}$ for 1hr was carried out. As the low-temperature annealing time increased, the effective permeability increased to $1.2{\sim}1.7{\times}10^4$ and the coercive force decreased to about 2 A/m. And the grain size was observed to be smaller than 10nm. The increased permeability and the decreased coercive force were attributed to the reduced average crystalline anisotropy by the refinement of $\alpha$-Fe(Si) grains.

F $e_{76-x}$ C $u_{1}$M $o_{x}$S $i_{14}$ $B_{9}$(x=2, 3)비정질합금의 열처리에 따른 자기적특성과 미세구조의 변화에 대해 조사하였다. 이들합금을 500 .deg. C에서 1시간 열처리한 경우, 결정화에 의해 약 20mm의 입경을 갖는 .alpha. -Fe의 초미세결정립 조직으로 변태하였으며, 이때 얻어진 합금의 실효투자율은 8~9*$10^{3}$, 보자력은 3~4A/m정도이었다. 초미세결정합금의 연자기특성을 크게 좌우하는 요소중의 하나가 입경의 크기이며, 우수 한 자성특성을 얻기위해서는 결정립의 미세화가 요구되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라 Fe-Cu-Mo-Si-B계 합금의 경우보다 우수한 연자기특성을 얻기 위하여 2단 열처리를 행하였다. 즉, 400 .deg. C에서 1~3시간 저온 열처리 후 500 .deg. C에서 1시간 고온열처리를 하면 입경이 10nm이하로 감소하였으며, 이때 얻어진 합금의 실효투자율은 1.2~ 1.7*$10^{4}$이고 보자력은 ~2A/m이었다. 이와 같은 연자기특성의 향상은 .alpha. -Fe(Si)결정립의 미세화에 따른 평균결정자기이방성 의 감소에 기인하는 것으로 믿어진다.