Thermal annealing of soft magnetic materials and measurements of its magnetoelastic properties

eng Article in English DOI:

send Roman Szewczyk *, Peter Švec Sr **, Peter Švec **, Jacek Salach *, Dorota Jackiewicz *, Adam Bieńkowski *, Jozef Hoško **, Marcin Kamiński ***, Wojciech Winiarski *** * Institute of Metrology and Biomedical Engineering, Warsaw University of Technology ** Institute of Physics, Slovak Academy of Sciences *** Industrial Research Institute for Automation and Measurements PIAP

Download Article

Abstract

Paper presents both methods of the most advanced thermal annealing as well as available methods of testing the magnetoelastic properties of soft magnetic materials for technical applications. Selected features and conditions important for annealing of ring-shaped cores made of the magnetoelastic amorphous ribbons are described and an example of thermomagnetic processing is shown. Unified methodologies for testing of magnetoelastic properties of the frame-shaped and the ringshaped cores, for both compressive and tensile stresses are presented.

Keywords

magnetoelastic properties, soft magnetic material, thermal annealing

Wyżarzanie materiałów magnetycznie miękkich i metody badania ich właściwości magnetosprężystych

Streszczenie

W referacie przedstawiono zarówno nową metodę relaksacji termicznej w materiałach magnetycznie miękkich, jak i metody pomiaru charakterystyk magnetosprężystych w tych magnetykach. W referacie przedstawiono także wybrane wyniki pomiaru wpływu procesu relaksacji termicznej w obecności pola magnetycznego na charakterystyki magnesowania stopów amorficznych, jak również wyniki pomiaru charakterystyk magnetosprężystych. Należy podkreślić, że z wykorzystaniem przedstawionej w pracy metodyki możliwy jest pomiar charakterystyk magnetomechanicznych zarówno w zakresie naprężeń ściskających, jak i rozciągających.

Słowa kluczowe

materiały magnetycznie miękkie, wyżarzanie, właściwości magnetosprężyste

Bibliography

  1. O’Handley R., Modern magnetic materials - principles and applications, John Wiley & sons, 2000.
  2. Pressman A., Switching mode power supply design, McGraw-Hill, New York 1998.
  3. Salach J., Hasse L., Szewczyk R., Smulko J., Bienkowski A., Frydrych P., Kolano-Burian A., Low current transformer utilizing Co-based amorphous alloys, “IEEE Transaction on Magnetics”, 48/2012, 1493.
  4. Bieńkowski A., Szewczyk R., The possibility of utilizing the high permeability magnetic materials in construction of magnetoelastic stress and force sensors, “Sensors and Actuators”, A113/2004, 270.
  5. Kolano R., Wójcik N., Gawior W., Effect of transverse field annealing and rate of cooling on magnetic properties of the amorphous Co71.5Fe2.5Mn2Mo1Si9B14 alloy, “IEEE Transactions on Magnetics”, 30/1994, 1033.
  6. Bieńkowski A., Kulikowski J., Eject of stress on the magnetostriction of Ni-Zn(Co) ferrites, “Journal of Magnetism and Magnetic Materials", 101/1991, 122.
  7. Culity B.D., Introduction to magnetic materials, Addison Wesley, 1972.
  8. Tiles D.C., Introduction to Magnetism and Magnetic Materials. Chapman&rHall, London 1998.
  9. Bydzovsky J., Kollar M., Jancarik V., Svec P., Kraus L.. Strain sensor for civil engineering application based on CoFcCrSiB amorphous ribbons. „Czechoslovak Journal of Physics”, 52A/2002, A117.
  10. Skorvanek I.. Marcin J., Krenicky T., Kovac .1., Svec P., Janickovic D., Improved soft magnetic behaviour in field-annaeled nanocrystallinc Hitperm alloys “Journal of Magnetism and Magnetic Materials”, 304/2006, 203-207.
  11. Bieńkowski A., Magnetospręiystc zjawisko Villariego w ferrytach i możliwośó jego wykorzystania w budowie przetworników naprężeń i sił, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1995.
  12. Jackiewicz D., Szewczyk R.. Salach J., Modelowanie charakterystyk magnesowania stali konstrukcyjnych, „Pomiary Automatyka Robotyka”, 2/2012. 552.
  13. Mohri K., Sudoh E., New extensometer using amorphous magnetostrictive ribbon wound cores, “IEEE Transactions on Magnetics”. 17/1981, 1317.
  14. Szewczyk R.. Bieńkowski A., Nowa metodyka badania magnetosprężystych właściwości materiałów magnetycznie miękkich jako sensorów naprężeń i sił, Przegląd Elektrotechniczny 2/2004, 169-172.
  15. Salach J., Szewczyk R.. Bieńkowski A., Frydrych P., Methodology of testing the magnetoelastic characteristics of ring-shaped cores under uniform compressive and tensile stresses, “Journal of Electrical Engineering”, 61/2010, 93.
  16. Bieńkowski A., Magnetoclastic Villari effect in Mn-Zn ferrites, “Journal of Magnetism and Magnetic Materials”, 215-216/2000, 231.