بررسي خواص ريزساختاري و مغناطيسي آلياژهاي نانو ساختار Permalloy-Si توليد شده به روش آلياژسازي مكانيكي

Microstructure and magnetic properties of nanostructured Permalloy-Si alloy prepared by mechanical alloying

در تحقيق حاضر اثر عنصر سيليسيم بر خواص ريزساختاري و مغناطيسي آلياژ هاي نانوكريستال x=0, 3,5,6.5,10, 15 and 20)(Ni50Fe50)100-xSix) توليد شده به روش آلياژسازي مكانيكي، بررسي شد. نتايج حاصل از آناليز نگاشت عنصري و آناليز XRD نشان ميدهد پس از 24 ساعت آسياب كاري، آهن و سيليسيم به صورت همگن در شبكه نيكل حل شده و محلول جامد يكنواخت و تك فاز (ϒ-(Si , Fe ,Ni تشكيل شد. همچنين بررسي هاي ريز ساختاري نشان داد حضور سيليسيم محلول در ساختار، پارامتر شبكه آلياژ پرم الوي را كاهش مي دهد و باعث افزايش كارسختي پودرها و در نتيجه آن افزايش ميكرو كرنش مي شود. پس از 24 ساعت آسيا كاري، اندازه كريستالي اندازه گيري شده براي آلياژ Ni50Fe50 و 35 نانو متر مي باشد كه با افزايش ميزان سيليسيم تا 20 درصد اتمي، به 9 نانو متر كاهش پيدا كرد. نتايج بدست آمده از تست هاي مغناطيسي نشان مي دهد با افزايش ميزان سيليسيم به عنوان يك ماده ديامغناطيس، مغناطش اشباع كاهش مي يابد. بيشترين مقدار مغناطش و كمترين ميدان پسماندزدا به ترتيب در آلياژ هاي Ni50Fe50 و (80Si20(Ni50Fe50 بدست آورده شد.

Nanostructured (Ni50Fe50)100-xSix (X=0, 3, 5, 6.5, 10, 15 and 20) powders are produced by the mechanical alloying rout. Elemental mapping by scanning electron microscopy as well as X-ray diffraction results show that iron and silicon dissolve homogeneously in the nickel lattice and form a face-centered cubic -(Ni, Fe, Si) uniform solid solution after milling for 24 h. The estimated crystallite sizes for Ni50Fe50 alloy are ~35 nm which are reduced to ~ 9 nm by increasing the Si content up to 20 at.%. Up to 5 at.% Si microstrain decreases due to dynamic and static recovery which is prevailing mechanism due to high work hardening effects of powders. With increase in Si content as a diamagnetic element, saturation magnetization decreases. The maximum saturation magnetization (~ 156 emu/g) and minimum coercivity (~ 10 Oe) are achieved for the Ni50Fe50 and (Ni50Fe50)80Si20 alloys, respectively.