Magnetic properties of amorphous Fe-Si-B glass-coated microwires

Abstract

Microwires are fine wires with diameter in range of µm. These wires have attracted interest due to their outstanding magnetic properties, such as magnetic bistability. These properties makes them prospective candidates for different applications, e.g. sensing elements for various sensors. In this thesis magnetic properties were investigated for these amorphous glass-coated Fe-Si-B microwires. SQUID magnetometer was used for magnetic measurements. Main objectives of the study were to evaluate the effect of temperature, nucleus diameter, thickness of the glass coating and removal of the coating on the magnetic properties of the microwires. It was observed that before glass coating removal all microwires exhibited magnetic bistability at all measured temperatures. After the glass coating removal microwires lost their bistable state due to partial reduction of internal stresses. Exception for this was microwire with the biggest nucleus diameter, which preserved bistable state. Level of saturation for all samples decreased with temperature decrease. Reduction of nucleus diameter resulted in the increase of coercivity. Decrease of relative thickness of glass coating resulted decrease in coercivity.

Mikrolangat ovat ohuita lankoja, joiden halkasija on mikrometrien luokkaa. Nämä langat ovat kiinnostavia niiden magneettisten ominaisuuksien vuoksi, kuten esimerkiksi magnettinen bistabiliteetti. Näiden ominaisuuksien ansiosta ne ovat potentiaalisia materiaaleja erilaisiin sovelluksiin, joista eniten kiinnostusta on herättänyt käyttö antureissa erilaisten parametrien havaitsijana. Tässä työssä tutkittiin amorfisten Fe-Si-B lasipäällysteisten mikrolankojen magnettiisia ominaisuuksia. Mittaukset suoritettiin käyttämällä SQUID magnetometria. Tavoitteena oli tutkia lämpötilan, langan metalliosan halkaisijan, lasipäällysteen paksuuden ja sen poistamisen vaikutuksia. Ennen päällysteen poistoa kaikki tutkitut mikrolangat olivat bistabiilisia. Päällysteen poiston jälkeen mikrolangat menettivät bistabiilisen tilansa lukuunottamatta mikrolankaa, jolla oli suurin metalliosan halkaisija. Magneettinen saturaatio heikkeni lämpötilan laskun myötä. Metallisen sisuksen halkaisijan pieneneminen lisäsi koersiviteettia. Suhteellisen lasipäällysteen paksuuden lisääminen johti koersiviteetin vähenemiseen.