بررسي تغييرات سطحي آلياژ آمورف Co67 Cr7 Fe4 Si8 B14 در طول فرآيند بلورينگي

Surface oxidation of Co67Fe4Cr7Si8B14 amorphous alloy during crystallization

در اين پژوهش آلياژ آمورف با تركيب Co67Cr7Fe4Si8B14 ( تهيه شده به روش planar flow melt spinning)به منظور مطالعه اكسيداسيون آلياژ در طول فرآيند بلورينگي، مورد بررسي قرار گرفت. با توجه به اين كه نفوذ اكسيژن به داخل زمينه در طول حرارت دهي، منجر به افت شديد خواص مغناطيسي نرم ميگردد لذا نمونه هايي از آلياژ آمورف اوليه در محدوده دمايي 350 درجه سانتگراد تا 650 درجه سانتگراد با فاصله دمايي 50 درجه سانتگراد به مدت نيم ساعت در اتمسفر گاز آرگون آنيل شدند. نمونه هاي آنيل شده به كمك پراش اشعه (XRD) X، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) ، آناليز تفكيك انرژي (EDS) مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج حاكي از تشكيل اكسيد سطحي از دماي حدود 550 درجه سانتگراد مي باشد. اكسيد تشكيل شده از نوع SiO2 با ماهيت آمورف ميباشد. با افزايش دما تا 600 درجه سانتيگراد بر ضخامت و پيوستگي لايه اكسيدي افزوده شده به طوري كه مانع شناسايي فازهاي تشكيل شده در زمينه در اين دما ميگردد. بعد از دماي 600درجه سانتگراد لايه اكسيد تشكيل شده ناپايدار شده و به صورت پوسته هاي نازكي از سطح جدا ميشود. در اين شرايط نفوذ اكسيژن به داخل زمينه و تركيب شدن آن با كبالت و تشكيل اكسيد كبالت مشاهده ميگردد. در اين شرايط نفوذ اكسيژن به لايه هاي زيرين و به ويژه مرزدانه هاي كبالت كريستاله شده و تركيب شدن آن با عناصري نظير بور و سيليسيم (تشكيل ناخالصي هاي اكسيدي) اتفاق ميافتد كه يكي از دلايل افت خواص مغناطيسي نرم در بالاتر از 600 درجه سانتيگراد مي باشد.

In this research oxidation of Co67Cr7Fe4Si8B14amorphous alloy during crystallization was studied. Deteriorate of soft magnetic properties happened if Oxygen atoms diffused in matrix during heat treatment. So samples of amorphous alloy was annealed isothermally in argon atmosphere for half an hour at temperature range 350-650ºC with 50ºC steps. Heat treated samples was studied by x-ray diffraction (XRD) analysis, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) analysis.Results showed surface oxidation started around 550ºC. Oxide composition was SiO2 and had amorphous structure. Increasing in thickness and continuity of oxide layer take placed due to raising temperature till 600ºC. Standard software connected to XRD couldn’t realize any crystalline phase in sample was annealed in this temperature. By increasing temperature more than 600ºC, in some area instability and discontinuity of oxide layer was shown. In this area diffusion of Oxygen atoms in matrix and Cobalt oxidation take placed. It means Oxygen atoms diffused in matrix grain boundaries and reacted with Si,B so oxide inclusions formed in grain boundaries. Oxide inclusions act as obstacles to magnetic walls motion. Deteriorate of soft magnetic properties in samples annealed upper than 600ºC can be related to this phenomenon.