Магнитный сплав Советский патент 1990 года по МПК C22C19/03 

Изобретение 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 следукмцих металлов: кобальта, алюминия, никеля, Х1 ом а, палладия, ванадия. Главным недостатком этих материалов, затрудняющим их применение в укаг занных устройствах, является узкая ширина линии ЯМР ( Ли) 1-2МГц) . Кроме того, сигнал ЯМР наблюдали при температурах не выше 4,2 К, что ведет к.

существенному усложнению конструкции устройства. Сплавы, содержащие (, Fe-Co-Ni), имеют достаточно широкую линию 5МР. и высокий коэффициент усиления радиочастотного поля, но гфименение их в указанных устройствах неэффективно вследствие короткого времени памяти. Таким образом, магнитные свойства аналогов не позволяют эффективно применять их в устооройствах для обработки радиосигналов. Наиболее близким по составу из из со ф со вестных 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.%: з«:елезо-57 18-35, никель остальное. Этот сплав имеет след(ющие характеристики: максимально высокую среди бинарных.сплавов магнитную проницаемость (), малую ве,личину поля наведенной анизотропии (Нд-3 эрстед) и при соотношении ингредиентов 20% Ее -80% Ni близкую к нулю константу магнитострикции /. Указанные характеристики сплава, от которых зависят информационная емкость U 391 и динамический диапазон (К)устройств для обработки радиосигналов обеспечивают достаточно эффективное применение носителя информации, изготовленного из данного сплава. Однако U и К зависят также от величины ядерной маг нитной восприимчивости ( полосы пропускаемых частот (df) материала / Я. -Ь и - f-t, К где t - время памяти; 1 и амплитуды сигнала и шума, соответственно.,Для прото,типа: Jf 7,5 МГц, IC/IB/ 20 при Т 4,2 К. Таким образом, Jf данного сплава позволяет обрабатывать только радиосигналы со спектром частот не бо лее 7,5 МГц, кроме того, в нем содержится всего 20% активных ядер (20% Fe), имеющих сравнительно невы сокую ядерную восприимчивость (О,5-10), что отрицательно сказывается на отношении си Ьнал/шум. Целью настоящего изобретения является создание такого сплава, содержащего железо и никель, обладающего ядерным магнитным, моментом и имеющего (по сравнению с прототипом) большую концентрацию активных ядер и большую полосу йропускаемых частот, которьш при изготовлении из него носителя информации устройств обработки радиосигналов позволил бы повысить информационную емкость и увеличить динамический диапазон этих устройств благо- даря увеличению ядерной магнитной вос приимчивости и частотного спектра а ядерного спинового эха сплава. Для достижения указанной цели известный сплав (18-35% Fe, остальное Ni) дополнительно обогащают изотопом никеля-61, обладающим ядерньм магнитным моментом,, при этом содержание ингредиентов должно быть в следуюш 1х соотношениях, (мас.%): железо 18-35; никель-61 52-80 никель-60 остальное. Сплав Fe - Ni с изотопом Ni изготавливают oб)Iчным способом - путем сплавления исходных компонентов в вакууме. Тонкие пленки этого сплава (носитель информации предлагаетЬя делать пленочным) получают методом осаждения паров металла в вакууме на диэлектрические подложки. Чтобы избежать окисления пленок, давление в вакуумной камере поддерживается не вьгше 10 мм рт.ст. и непосредственно после осалздения они покрьшаются 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 (. Ni + + Ni ) 80%, так как при увеличении.или уменьшении общей кбнцентрации никеля относительно указанного.значенияпроисходит уменьшение сигнала ядерного спинового эха, хотя сплав работо способен в области концентраций . . t 65-82 мае-. % Ni-. Полученные сплавы для оптимального состава 20 Fe - 80 Ni имели следукшще магнитные свойства при Т 4,2 К - 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 сое-. тав сплава: 20 Fe - 80 Ni, Ядерная восприимчивость выросла в среднем в 30 раз. Улучшение указанных свойств мате- риала 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.

Таблица 1

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

Таблица 2