Магнитный сплав

 

МАГНИТНЫЙ СПЛАВ, содержащий железо и никель, отличающийс я тем, что, с целью расширения полосы пропускаемых частот и увеличения динамического диапазона устройства для обработки радиосигналов, сплав дополнительно содержит никель-61 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Железо 18-35 Никель-61 52-80 Остальное Никель

„„SU„,, 919369

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 22 С 19/03

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Железо 18-35

Никель-61 52-80

Никель . Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21 ) 289 7220/22-02 (22) 24. 03. 80 (46) 15.08.90. Бюл. Р 30 (71) Институт металлофизики АН УССР (72) А.Н. Погорелый, С.Я. Харитонский, Н.А. Лесник и А.П. Марченко (53).669.24 (088.8) (54)(57) МАГНИТНЬЙ СПЛАВ, содержащий железо и никель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения поИзобретение относится к магнитным материалам с заданными свойствами, а именно к сплавам, содержащим ферромаг, нитные элементы, обладающим ядерным магнитным моментом и используемым для изготовления носителя информации радиотехнических устройств, работающих на эффекте ядерного спинового эха (например, запоминающих устройств, регу-, лируемых линий задержки радиосигналов ,и других).

Широко известны сплавы ферромагнитных материалов, -обладающие ядерным магнитным моментом. . В приведенных литературных источниках содержатся сведения об исследовании ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в сплавах на основе железа-57 с малой концентрацией (, 1-2%) одного . из следующих металлов: кобальта, алюминия, никеля, хрома, палладия, ванадия. Главным недостатком этих материалов, затрудняющим их применение в ука-, занных устройствах, является узкая ширина линии ЯМР (DN 1-2МГц) . Кроме того, сигнал ЯМР наблюдали при температурах не выше 4,2 К, что ведет к

2 лосы пропускаемых частот и увеличения динамического диапазона устройства для обработки радиосигналов, сплав до полнительно содержит никель-61 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: существенному усложнению конструкции устройства. Сплавы, содержащие Go гз (Fe-Co, Fe-Co-Ni), имеют достаточно. широкую линию ЯМР, и высокий коэффициент усиления радиочастотного поля, но применение их в указанных устройс-твах неэффективно вследствие коротко- . го времени памяти. Таким образом, магнитные свойства аналогов не позволяют эффективно применять их в устройствах для обработки радиосигналов.

Наиболее близким по составу из известных материалов для изготовления носителя информации указанного типа является магнитный сплав, содержащий железо и никель. Он содержит никель и изотоп железо-57 в следующих количествах, мас.%: железо-57 18-35, никель остальное. Этот сплав имеет следующие характеристики: максимально высокую среди бинарных сплавов магнит- « ную проницаемость (р 10 ), малую величину поля наведенной анизотропни (HA-3 эрстед) и при соотношении инг- редиентов 20% Fe -80% Ni близкую к нулю константу магнитострикции Q Указанные характеристики сплава, от которых зависят информационная емкость U

3 919369 и динамический диапазон (К) устройств для обработки радиосигналов обеспечивают достаточно эффективное применение носителя информации изготовлен9

5 ного из данного сплава. Однако U и К зависят также от величины ядерной магнитной восприимчивости (f „) и полосы пропускаемых частот (ДЕ) материала

U = haft К-1/ f. —" где и — вреI

И Т с . мя памяти, I u. I — амплитуды сигнала и шума, соответственно.,Для прототипа: Дй = 7,5 ИГ, I /Iù = 20 при

Т = 4,2 К. Таким образом, df данного сплава позволяет обрабатывать только радиосигналы со спектром частот не более 7,5 МГц, кроме того, в нем содержится всего 20 активных ядер (20 Fe ), имеющих сравнительно невы-gp сокую ядерную восприимчивость (0,5 ° 10 ."), что отрицательно сказывается на отношении сиГнал/шум.

Целью настоящего изобретения явля- 25 ется создание такого сплава, содержащего железо и никель, обладающего ядерным магнитным. моментом и имеющего (по сравнению с прототипом) большую . концентрацию активных ядер и большую полосу пропускаемых частот, который при изготовлении из него носителя информации устройств обработки радиосигналов позволил бы повысить информационную емкость и увеличить динамический диапазон этих устройств благодаря увеличению ядерной магнитной восприимчивости и частотного спектра а ядерного спинового эха сплава.

Для достижения указанной цели из40 вестный сплав (18-35 Fe +, остальное .Ni) дополнительно обогащают изотопом никеля-61, обладающим ядерно магнитным моментом,.при этом содержа- 45 ние ингредиентов должно быть в следующих соотношениях, (мас. ): железо 18-35; никель-61 52-80, никель-60 остальное.

Сплав Fe — Ni с изотопом Ni изготавливают обь|чным способом — путем сплавления исходных компонентов в вакууме. Тонкие пленки этого сплава (носитель информации предлагаетдя делать пленочным) получают методом осаждения паров металла в вакууме на диэлектрические подложки. Чтобы избе-. жать окисления пленок, давление в вакуумной камере поддерживается не вью ше 10 мм рт.ст. и непосредственно после осаждения они покрываются слоем моноокиси или двуокиси кремния. Концентрация изотопа Ni в пленках изменялась от 52 до 80 мас. . При этом наилучшие результаты достигаются при общей концентрации никеля (т.е. Ni +

+ Ni ) 80, так как при увеличении° (М или уменьшении общей кбнцентрации никеля относительно указанного значения происходит уменьшение сигнала ядерного спинового эха, хотя сплав работо-. способен в области концентраций

65-82 мас; Ni; Полученные сплавы для оптимального состава 20 Fe — 80 Ni имели следующие магнитные свойства при

Т = 4,2 К вЂ” см. табл. 1.

Изменение этих параметров при изменении общей концентрации никеля от 65 до 82 мас. представлено в табл. 2.

Как видно из таблиц, полоса пропускаемых частот в 2,5 раза шире, а отношение сигнал/шум в 3,5-5 раз выше, чем у прототипа. Оптимальный сос-. тав сплава: 20 Fe — 80 Ni. Ядерная восприимчивость выросла в среднем в

30 раз.

Улучшение указанных свойств материала позволяет повысить информационную емкость устройств, в которых он применяется, в 2 раза, увеличить динамический диапазон в 1,5 раза. Возможность работы при комнатной температуре позволяет значительно упростить и удешевить конструкцию устройств для обработки радиосигналов и расширить область их применения.

919369

Отношение сигнал/шум

Концентрация ингредиентов мас. X. о 1 . ct

Fe Ni 1 Ni т /т

3 4 5 6

1 2

52

20

62

18

18, 18

100

Таблица 2

Концентрация ингредиента мас.7»

Отношение сигнал/шум

Fe Ni . Ni

I /I

17

78

18

100

65

35

Корректор И. Пожо

Редактор С. Титова Техред Л.Олийнык

Тираж 485 Подписное .

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3083

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

Полоса пропускаемых частот (МГц)

ДГ

Полоса ripoпускаемых частот (МГц) б

Таблица 1

Ядерная магнитная. восприимчивость (отн.ед) я.

-to

1,0 ° 10

1,2-10"

1,6.10

Ядерная магнитная восприимчивость (отн.ед.) .1,7 ° 10 46

1, 6 -10

1,2 10

1,4 10