Modeling the Hysteresis Loop of the Nanocomposite Material Using Modified Hyperbolic T(x) Model

The paper presents possibilities of hysteresis loop decomposition onto the magnetization components. The reversible and irreversible magnetization changes describe processes, which are influencing reversal magnetization in studied permanent magnets. Further, these components are used for modelling the recoil curves using modified hyperbolic T(x) model

Wpływ szybkości chłodzenia na skład fazowy i własności magnetyczne stopu Sm12.5Co66.5Fe8Cu11Si2 w stanie po zestaleniu

The fabrication method and magnetic properties of Sm12.5Co66.5Fe8Cu11Si2 alloy are presented in this article. The samples were produced by rapid quenching of the liquid alloy onto a rotating, copper wheel (the so-called ‘melt-spinning’ method) and they had a thin ribbon shape. The microstructure of the samples was investigated by measurements of diffraction patterns for powdered samples, in order to obtain data from the entire volume of the sample. It was found, that samples were composed of different amounts of Sm2Co17, SmCo5 and SmCo7 phases, depending on the linear velocity of the copper wheel used during the fabrication process. The magnetic measurements were performed using a vibrating sample magnetometer (LakeShore VSM) working with an external magnetic field of up to 2 T. It was found that the obtained ribbons displayed relatively good hard magnetic properties, such as remanence μ0MR, and high resistance to demagnetization fields JHC.W pracy badano wpływ warunków wytwarzania na własności magnetyczne i skład fazowy stopu Sm12.5Co66.5Fe8Cu11Si2 w stanie po zestaleniu. Próbki stopu zostały otrzymane przy użyciu metody szybkiego chłodzenia na miedzianym wirującym bębnie (ang. melt-spinning) i miały postać cienkich taśm. Badania struktury zostały wykonane przy użyciu dyfraktometru rentgenowskiego. W celu otrzymania danych z całej objętości próbki badania składu fazowego zostały przeprowadzone dla sproszkowanych próbek. Dla otrzymanych dyfraktogramów przeprowadzono analizę jakościową i ilościową (Rietvelda) składu fazowego. Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że próbki składały się z różnych zawartości faz Sm2Co17, SmCo5 i SmCo7. Nawet niewielkie zmiany w szybkości chłodzenia skutkują znacznymi różnicami w składzie fazowym stopu. Własności magnetyczne próbek zostały wyznaczone przy użyciu magnetometru wibracyjnego (LakeShore VSM), przy zastosowaniu zewnętrznego pola magnetycznego o wartości 2T. Różna zawartość faz oraz rozmiary ziaren w otrzymanych próbkach powodowały znaczne różnice w wartościach parametrów magnetycznych

The Magnetization Reversal Processes Of Bulk (Nd, Y)-(Fe, Co)-B Alloy In The As-Quenched State

The magnetization reversal processes of bulk Fe64Co5Nd6Y6B19 alloy in the as-quenched state have been investigated. From the analysis of the initial magnetization curve and differential susceptibility versus an internal magnetic field it was deduced, that the main mechanism of magnetization reversal process is the pinning of domain walls at the grain’s boundaries of the Nd2Fe14B phase. Basing on the dependence of the reversible magnetization component as a function of magnetic field it was found that reversible rotation of a magnetic moment vector and motion of domain walls in multi-domain grains result in high initial values of the reversible component. The presence of at least two maxima on differential susceptibility of irreversible magnetization component in function of magnetic field imply existence of few pinning sites of domain walls in Fe64Co5Nd6Y6B19 alloy. The dominant interactions between particles have been determined on the basis of the Wohlfarth dependence. Such a behavior of Wohlfarth’s plot implies that the dominant interaction between grains becomes short range exchange interactions

The optical properties and molecular structure of silicone-based para-(thio)phenoxyphenyle and para-(thio)phensulfaphenyle

W pracy dokonano teoretycznej analizy własności optycznych oraz struktury molekularnej materiałów opartych na silikonach stosowanych do produkcji implantów w postaci soczewek wewnątrzgałkowych. Badania teoretyczne struktury i właściwości optycznych wykonane zostały w pakiecie ADF w oparciu o półempiryczną metodę DFT bazującą na podejściu Kohn-Shama. Na podstawie przeprowadzonych badań teoretycznych określono parametry struktury badanych polimerów, takie jak: kąty dihedralne oraz odległości miedzyatomowe. Wyznaczone widma absorpcyjne zostały zestawione z rozkładami wrażliwości fotoreceptorów. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono obecność maksimum absorpcyjnego w zakresie promowania widzialnego dla związku para-(thio)phensulfaphenylu. Obecność takiego maksimum w zakresie światła widzialnego jest niepożądana i może prowadzić do zaburzeń w postrzeganiu barw.The paper presents a theoretical analysis of the optical properties and molecular structure of the silicone-based materials used for the manufacture of implants in the form of intraocular lenses. Theoretical studies of the structure and optical properties has been made in the ADF package based on semi-empirical method based on DFT Kohn-Sham approach. On the basis of theoretical studies the structure parameters of investigated polymers has been determined, such as: dihedral angles and interatomic distances. Designated absorption spectra were exhibited together with the photoreceptor sensitivity distributions. Obtained results revealed the presence of absorption maximum in the visible wave range for the para-(thio)phensulfaphenyle. The presence of such a maximum is undesirable and may lead to disturbances in the color perception

The influence of powder fraction on magnetic and mechanical properties of a resin bonded composite made from amorphous metallic Fe60Co10Y8W1B20 powder

W pracy badano wpływ wielkości frakcji amorficznego proszku wiązanego polimerem na właściwości magnetycznie miękkie i mechaniczne. Proszek został otrzymany poprzez niskoenergetyczne mielenie amorficznej płytki wytworzonej metodą wtłaczania ciekłego stopu do miedzianej formy. Na podstawie badań dyfrakcji promieni rentgenowskich stwierdzono, że kompozyty miały strukturę amorficzną. Wykorzystując magnetometr wibracyjny zmierzono statyczne pętle histerezy magnetycznej, na podstawie których wyznaczono parametry takie jak: magnetyzacja nasycenia (μoMs.) oraz pole koercji (Hc). Zmierzono mikrotwardość wykorzystując metodę Vickersa. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że wielkość amorficznych cząstek istotnie wpływa na zmianę parametrów magnetycznych jak i mechanicznych badanych kompozytów. Dodatkowo stwierdzono, że osnowa polimerowa izolująca amorficzne cząstki wpłynęła na pogorszenie parametrów magnetycznie miękkich w porównaniu do masywnych płytek.In the paper investigates the effect of the volume fraction of amorphous powders on the soft magnetic and mechanical properties. The powder was obtained by low-energy milling of amorphous plates produced by the injection of a liquid alloy into a copper mold. On the basis of X-ray diffraction, it was found that the composites had an amorphous structure. Using the vibrating sample magnetometer, the static hysteresis loops were measured, on which basis the basic magnetic parameters such as saturation magnetization (μoMs) and the coercive field (Hc) were determined. Microhardness was measured using the Vickers method. From the examinations, it was found that the size of the amorphous particles significantly influences the change of magnetic and mechanical parameters of the studied composites. Additionally it was found that the polymeric matrix insulating the amorphous particles affected the deterioration of soft magnetic parameters in comparison to the massive plates

Krystalizacja masywnych stopów amorficznych na bazie żelaza

The aim of this paper is to present the results of crystallization studies for the bulk amorphous (Fe0.61Co0.10Zr0.025Hf0.025 Ti0.02W0.02B0.20)98Y2, Fe61Co10TixY6B20, Fe61Co10Ti2Y7B20 alloys. The crystallization of the alloys was studied by differential scanning calorimetry (DSC). The amorphicity of the investigated alloys in the as-quenched state was testified using Mossbauer spectroscopy, X-ray diffractometry and transmission electron microscopy. Moreover, X-ray diffractometry was applied to structure investigations of partially crystallized samples. The crystallization process in the investigated alloys occurs in one or two stages. Two peaks in the DSC curves can be overlapped or well separated indicating the complex crystallization processes. From X-ray diffraction we have stated that in both types of devitrification the crystalline phase can be ascribed to the α-FeCo. In the first stage the crystalline grains seem to grow from the nuclei frozen in the samples during the rapid quenching, whereas in the second one both the growth of the existed grains and creation of new ones during annealing may occur.W pracy przedstawiono wyniki badań krystalizacji masywnych stopów amorficznych (Fe0.61Co0.10Zr0.025Hf0.025 Ti0.02W0.02B0.20)98Y2, Fe61Co10TixY6B20, Fe61Co10Ti2Y7B20 w postaci prętów. Krystalizację tych stopów badano wykorzystując skaningowy kalorymetr różnicowy (DSC). Amorficzność próbek w stanie po zestaleniu została zbadana przy użyciu spektroskopii Mössbauera, dyfrakcji promieni Röntgena oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Ponadto, dyfrakcję promieni X użyto do badań próbek częściowo skrystalizowanych. Na podstawie badań z wykorzystaniem DSC stwierdzono, że krystalizacja może przebiegać w jednym lub w dwóch etapach. Piki na krzywych DSC odpowiadające tym dwóm etapom mogą być położone blisko siebie lub wyraźnie rozdzielone. Pierwsze maksimum odpowiada tworzeniu się ziaren α-FeCo z zarodków powstałych podczas produkcji stopu, drugie natomiast związane jest z procesem tworzenia się ziaren fazy krystalicznej α-FeCo z zarodków powstałych podczas wygrzewania i rozrostem wcześniej powstałych ziaren

The microstructure and magnetic properties of Nd8.5Tb1.5Fe83Zr1B6 ribbons obtained at various cooling rates

The paper presents results of microstructure and magnetic properties studies of Nd8.5Tb1.5Fe83Zr1B6 ribbons obtained by melt-spinning technique. The samples were produced using the rapid cooling of liquid alloy on the copper wheel, by applying three different linear velocities 20, 30, and 35 m/s. The microstructure of obtained ribbons was examined using X-ray diffractometry and Mössbauer spectroscopy. Magnetic measurements were performed using LakeShore vibrating sample magnetometer. The microstructure measurements were used for quantitative and qualitative analysis of phase composition. Basing on results of structure studies combined with magnetic measurements, the infl uence of phase composition on hysteresis loop behavior was described

Procesy przemagnesowania masywnych stopów (Nd, Y)‑(Fe, Co)‑B w stanie po zestaleniu

The magnetization reversal processes of bulk Fe64Co5Nd6Y6B19 alloy in the as-quenched state have been investigated. From the analysis of the initial magnetization curve and differential susceptibility versus an internal magnetic field it was deduced, that the main mechanism of magnetization reversal process is the pinning of domain walls at the grain’s boundaries of the Nd2Fe14B phase. Basing on the dependence of the reversible magnetization component as a function of magnetic field it was found that reversible rotation of a magnetic moment vector and motion of domain walls in multi-domain grains result in high initial values of the reversible component. The presence of at least two maxima on differential susceptibility of irreversible magnetization component in function of magnetic field imply existence of few pinning sites of domain walls in Fe64Co5Nd6Y6B19 alloy. The dominant interactions between particles have been determined on the basis of the Wohlfarth dependence. Such a behavior of Wohlfarth’s plot implies that the dominant interaction between grains becomes short range exchange interactions.W pracy przedstawiono wyniki badań własności magnetycznych i mechanizmów przemagnesowania masywnego stopu Fe64Co5Nd6Y6B19 w stanie po zestaleniu. Z krzywych pierwotnego namagnesowania i ich podatności różnicowej określono, że głównym mechanizmem przemagnesowania jest kotwiczenie ścian domenowych. Na podstawie zależności składowych odwracalnych namagnesowania od pola magnetycznego stwierdzono, że procesy odwracalne takie jak obroty wektora namagnesowania oraz ruch ścian domenowych w wielodomenowych ziarnach mają znaczny wpływ na zmiany namagnesowania dla początkowych wartości pól magnetycznych. Obecność maksimów w zależności składowej nieodwracalnej podatności magnetycznej świadczy, że głównym mechanizmem przemagnesowania w badanych magnesach jest kotwiczenie ścian domenowych na licznych centrach kotwiczenia znajdujących się na granicach ziaren fazy Nd2Fe14B oraz na defektach strukturalnych. W celu określenia oddziaływań między ziarnami określono zależność Wohlfartha. Zależność ta nie jest spełniona dla badanego magnesu, świadczy to o istnieniu oddziaływania wymiennego między ziarnami magnesu

Structure and Properties of Coatings Made with Self Shielded Cored Wire

The welding technologies are widely used for design of protection layer against wear and corrosion. Hardfacing, which is destined for obtaining coatings with high hardness, takes special place in these technologies. One of the most effective way of hardfacing is using self shielded flux cored arc welding (FCAW-S). Chemical composition obtained in flux cored wire is much more rich in comparison to this obtained in solid wire. The filling in flux cored wires can be enriched for example with the mixture of hard particles or phases with specified ratio, which is not possible for solid wires. This is the reason why flux cored wires give various possibilities of application of this kind of filler material for improving surface in mining industry, processing of minerals, energetic etc. In the present paper the high chromium and niobium flux cored wire was used for hardfacing process with similar heat input. The work presents studies of microstructures of obtained coatings and hardness and geometric properties of them. The structural studies were made with using optical microscopy and X- ray diffraction that allowed for identification of carbides and other phases obtained in the structures of deposited materials. Investigated samples exhibit differences in coating structures made with the same heat input 4,08 kJ/mm. There are differences in size, shape and distribution of primary and eutectic carbides in structure. These differences cause significant changes in hardness of investigated coatings

Wpływ obróbki termicznej na własności magnetyczne nanokrystalicznych taśm Nd9Fe84Zr1B6 wytwarzanych metodą szybkiego chłodzenia

The effect of the annealing on the phase composition and magnetic properties of nanocomposite melt-spun Nd9Fe84Zr1B6 ribbons has been investigated. From the X-ray diffraction studies confirmed be thermomagnetic curves measurements results that the microstructure of the material investigated is composed of a mixture of magnetically hard Nd2Fe14B and soft α-Fe, Fe3B nanosized grains. The small amount of undesirable Nd2Fe23B3 metastable phase has been found which do not decompose at the highest annealing temperature. The hysteresis loop measurements certify that the ribbon annealed at 863K show the best coupling between the hard and soft magnetic phases and thus the highest coercivity of 0.38T. The grain sizes increase with increasing annealing temperature causing the coercivity to be decrease.Zbadano wpływ wygrzewania na skład fazowy i właściwości magnetyczne taśm nanokompozytowych Nd9Fe84Zr1B6 otrzymanych metodą szybkiego chłodzenia cieczy na wirującym miedzianym bębnie. Badania mikrostruktury potwierdzają zależności krzywych termomagnetycznych, z których wynika, że stop składa się z ziaren o rozmiarach nanometrycznych faz: magnetycznie miękkich α-Fe, Fe3B oraz magnetycznie twardej Nd2Fe14B. Stwierdzono niewielką ilość niepożądanej metastabilnej fazy, która nie ulega rozkładowi przy najwyższej temperaturze wygrzewania. Pomiary pętli histerezy magnetycznej dla taśmy wygrzanej w temperaturze 863K świadczą o najsilniejszych oddziaływaniach pomiędzy fazami, twardą i miękką. Rozmiar ziaren wzrasta we wzrostem temperatury wygrzewania, powodując spadek koercji. Koercja taśmy wygrzanej w temperaturze 863K ma największą wartość, wynoszącą 0.38T oraz najmniejszy rozmiar ziarna fazy Nd2Fe14B