CC BY
42
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
Экспериментально установлено, что адгезия покрытия с основным материалом зависит от подготовки поверхности (обеспечения необходимой шероховатости, отсутствие загрязнений), толщины нанесенного покрытия и метода механической обработки.
Твердость покрытия ВКНА-НЯС 58...60 ед. выше твердости ПВ -НХ 16Ю6Ит - НЯС 35.40 ед., что приводит к приработке на ответной детали.
Целенаправленное исследование процессов износа и изыскание новых методов ремонта с рациональным использованием имеющихся материалов, входят в перечень наиболее важных задач восстановительного ремонта двигателей.
© Румянцева М. Н., Аверьянов И. Н., 2011
УДК 583.975 + 621.318.1
В. А. Семячков, А. Н. Рыбакова Научные руководители - В. С. Жигалов, В. Г. Мягков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ФАЗОВЫЕ И МАГНИТНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ДВУХСЛОЙНЫХ ПЛЕНКАХ Fe/Pd В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТЖИГА
Исследованы фазовые и магнитные превращения в пленочных слоистых структурах Fe/Pd при термообработке. Показано, что в зависимости от толщинных соотношений железа и палладия и от температуры отжига в системе формируются две фазы - L10-FePd(001) и L12-FePdз(001). Начальная температура инициирования твердофазного синтеза составляет 400 °С. Исследования магнитных свойств фаз показали, что L10-фаза является высокоанизотропной и обладает перпендикулярной анизотропией, а L12-фаза - магнитомягкая и имеет высокие значения намагниченности насыщения. Полученные результаты имеют как научное так и прикладное значение.
В связи с бурным развитием наноэлектроники одной из важнейших задач является миниатюризация различных компонентов устройств. Материалами, удовлетворяющими этим качествам, являются тонкие пленки. Структурные и магнитные свойства FePd тонких пленок, упорядоченных по типу L10, исследуются в связи с их потенциальной возможностью для высокоплотной магнитной записи информации и создания специальных магнитожестких сред [1]. Упорядоченные FePd3-пленки в настоящее время изучены недостаточно и поэтому их исследование представляет научный и практический интерес.
В данном исследовании были изготовлены методом электронной бомбардировки тигельных испарителей две серии двухслойных пленочных структур Fe/Pd на подложках из монокристаллического М^О и стекла с атомным соотношением железа и палладия 1:1 и 1:3. Образцы изготавливались в вакууме 10-6 торр на установке напыления УВН-2М-1. Исходные образцы подвергались термическому отжигу в температурном диапазоне от 300 до 700 оС с шагом в 50 оС и выдержкой при каждой температуре в течение 30 мин.
После каждой ступени отжига и охлаждения до комнатной температуры в образцах измерялись магнитные параметры и исследовались структурные и фазовые превращения.
На рис. 1 показана зависимость первой константы анизотропии (К1) от температуры отжига для пленок с атомным соотношением Fe/Pd, равным 1/1 и 1/3. Видно, что в образцах, отожженных при 300 оС, отсутствуют изменения свойств по отношению к исходным образцам. Однако отжиги при Т > 400 оС приводят к увеличению константы анизотропии в пленках с атомным соотношением 1/1 практически на порядок и к полному исчезновению анизотропии в пленках с
соотношением 1/3. Такая модификация анизотропных свойств должна приводить к различным значениям коэрцитивности (НС). Как показали дополнительные исследования магнитостатических свойств коэрци-титвная сила в первом случае выросла и составляет ~1 кЭ, в другом случае пленки становятся магнито-мягкими и НС становится менее 1 Э.
На рис. 2 представлены зависимости намагниченности насыщения (М8) для тех же образцов от температуры отжига (Т), из которых видно, что для обеих структур относительная намагниченность насыщения увеличивается по мере увеличения Т. Однако для пленки с атомным соотношением 1/3 это увеличение составило более, чем 60 %. Легко предположить, что рост значений М5 связан с приростом магнитного момента за счет магнитной поляризации атомов палладия. При этом большее содержание Pd в образце приводит к большему увеличению намагниченности.
Изменения магнитных и анизотропных свойств связаны с фазовыми превращениями в двухслойных структурах Fe/Pd под воздействием отжигов. Идентификация образовавшихся фаз была проведена на ди-фрактометре ДР0Н-4-07 (Си^а-излучение). Рентгенограммы для пленок с атомным соотношением 1/1 и 1/3 на подложках из MgO после отжига при Т = 600 оС показаны на рис. 3 и рис. 4, соответственно. Анализ рентгеновских измерений показал, что слои Fe и Pd в исходном состоянии растут на подложках MgO эпи-таксиально. В процессе отжига на базе этих эпитаки-альных слоев формируются основные фазы L10-FePd для пленки с соотношением атомов 1/1 и L12-FePd3 для пленки с соотношением Fe/Pd = 1/3. Первая фаза имеет тетрагональное искажение решетки, что и явилось причиной появления высокой анизотропии, вторая фаза имеет простую кубическую решетку без су-
Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕМАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»
щественных анизотропных свойств. Следует отме- пенью упорядочения, о чем свидетельствует появле-тить, что Ь10-РеР^фаза формируется с высокой сте- ние запрещенной плоскости (001).
Рис. 1. Зависимость константы анизотропии от температуры отжига для образов с атомным соотношением элементов, близким к ЕеР(! и ЕеР(!3
Рис. 2. Зависимость относительной намагниченности насыщения от температуры отжига для образцов с атомным соотношением элементов, близким к ЕеР(! и ЕеРа3
5000. 4000.
. 30003
I 2000-
1000.
0.
20 30 40 50 60 70
20, градусы
Рис. 3. Рентгенограмма с образца с атомным соотношением элементов, близким к ЕеР(1, отожженного при температуре 600 °С
80
Рис. 4. Рентгенограмма образца с атомным соотношением элементов, близким к ЕеР(!3, отожженного при температуре 600 °С
Работа выполнена при финансовой поддержке тонких пленок: структурные превращения и магнит-
АВЦП «Развитие научного потенциала высшей шко- ная анизотропия // Письма в ЖЭТФ, 2010. Т. 91. В. 9.
лы (2011)» проект № 2.1.1/9193. С. 399-403.
Библиографическая ссылка © Семячков В. А., Рыбакова А. Н.,
1. Мягков В. Г., Жигалов В. C., Быкова Л. Е. и др. Жигалов В. С., Мягков В. Г., 2011 Твердофазный синтез эпитаксиальных L10гFePd(001)
