принципе не отличается от технологии производства магнитомягких ферритов (см. § 2.8). Некоторая особенность имеет место только при производстве ферритов, у которых в качестве подмагничивающего используется собственное магнитное поле, обусловленное

Таблица 2.37. Основные динамические параметры магнитострикционных ферритов (ОСТ 11707.014-76)

Примечания: 1. В обозначении марки первая цифра (6) означает иикель-кобальто-вый феррит; последующие цифры (01, 02, 05, 06) указывают порядковый номер модификации базового состава; буква С означает принадлежность к магнитосгрнкциоиным ферритам. Z. t/ц, Uy. - скорости распространения продольных и крутильных колебаний соответ-

гистерезисом. Такие ферриты подвергают термомагнитной обработке, которая для трубчатых сердечников осуществляется следующим образом. Сердечники надевают на проволоку, вставляют в муфель, нагревают до 600-650° С, т. е. выше точки Кюри. Далее через проволоку пропускают ток порядка десятков ампер и изделия охлаждаются под током. При этом трубки оказываются намагниченными по окружности, расположенной перпендикулярно продольной оси.

В табл. 2.37 приведены основные динамические параметры магнитострикционных ферритов с различными типами возбуждения.

Б феррите марки 601С обеспечиваются продольные колебания при наличии внешнего подмагничивающего поля. Для феррита 602С характерны крутильные колебания за счет остаточной намагниченности. Ферриты марок 605С, 606С могут работать при обоих типах возбуждения. Магнитострикция насыщения для этих материалов Я=-25-10-е соизмерима с магнитострикцией чистого никеля. Точка Кюри 5304-590° С.

Материалы со сложной формой петли гистерезиса предназначены для изготовления широкого круга изделий, используемых в самых различных отраслях техники (запоминающие устройства, элементы логических схем, первичные преобразователи неэлектрических величин, элементы автоматики, устройства бытового назначения).

Конфигурация петли и ее магнитные параметры зависят в общем случае от состава материала, формы изделия и технологии изготовления. Разработаны материалы со ступенчатой петлей гистерезиса, петлей гистерезиса змеевидной формы, перетянутой формы, со смещенной относительно начала координат симметричной и несимметричной петлями и т. п., с коэрцитивной силой, характерной как для магнитомягких, так и для магнитотвердых материалов.

Класс подобных материалов весьма широк и включает в себя металлические сплавы, ферриты, композиционные материалы, а также ряд аморфных сплавов.

Классические представители: пертинвары (30% Fe, 25% Со, 45% Ni) -однородные сплавы с высокой одноосной анизотропией, у которых в полях свыше 320 А/м петля гистерезиса сужается в середине в отличие от представленной на рис. 2.18.

Весьма перспективны сплавы однородного состава (из пермаллоя или викаллоя), известные под названием проволоки Виганда, в которой с помощью специальной технологии, включающей холодную обработку, скручивание, растяжение, а затем термическую закалку, создается композиционная магнитная структура, состоящая из двух областей - наружной и внутренней, различающихся коэрцитивными силами. Поверхностный наклеп коротких кусков проволоки длиной 10 мм и диаметром 0,3 мм создает в поверхностном слое собственное магнитное поле со сравнительно высокой Не. Внутренняя же область представляет собой почти идеальный одиночный домен с малой Не, растянутый вдоль оси проволоки. Петля гистерезиса такой проволоки имеет разрывы между верхней и нижней ветвями в отличие от представленной на рис. 2.18, поскольку процесс ее перемагничивания во внешнем поле осуществляется за счет большого скачка Баркгаузена. Физика процессов изложена частично в § 1.11. Подробно с этими материалами можно ознакомиться в [2.6].

Сложная форма петли гистерезиса может быть получена в композиционных материалах, например в многослойных сердечниках, состоящих из элементов с прямоугольными петлями гистерезиса, но различающимися коэрцитивными силами.

МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ -

§ 2.22. Материалы для устройств на ЦМД

Все материалы-носители ЦМД (см. § 1.10) характеризуются большой одноосной магнитной анизотропией. Чем больше поле анизотропии, тем ближе направление намагниченности ЦМД к нормали плоскости пластины и тем меньше отклонение формы стенок ЦМД от цилиндрической. Для одноосных кристаллов напряженность поля анизотропии, необходимая для зарождения изолированного домена, оценивается по формуле

H,=2KMs)r (2.34)

где Кх - константа одноосной анизотропии, составляюш,ая в среднем для ЦМД-материалов 10-10* Дж./мЗ; h - намагниченность насыш,ения, равная при комнатных температурах в среднем 10* А/м.

В ЦМД-материалах Яа= lO-f-lO А/м. В ряде ЦМД-материалов наблюдаются небольшие отклонения от одноосности, обусловленные орторомбической и кубической симметрией веш,ества.

Отношение поля анизотропии к намагниченности насыщения определяет фактор качества магнитоодноосного кристалла:

q=HJI,=2KMl) (2.35)

Фактор качества - количественная оценка жесткости ориентации магнитного момента домена в направлении нормали к плоскости пластины - должен быть существенно больше единицы. На практике требуется иметь значения q не менее 3-5. Верхний предел ограничен требуемым быстродействием устройств (см. ниже).

Для оценки свойств материалов, содержащих ЦМД, в § 1.10 введено понятие характеристической длины lo [см. (1.174)], которое с учетом (2.35) и (1.152) примет вид

0=Vrp/([o/b=2/2 /7V hV, (2.36)

где угр - удельная энергия доменной границы, Дж/м; Л=Л/с - обменная константа, примерно равная для ЦМД-материалов 10-°-

Характеристическая длина lo имеет размерность длины и связана с толщиной h пластины и диаметром D домена. С точки зрения увеличения плотности размещения информации желательно, чтобы диаметр домена был как можно меньше. Минимально достижимый диаметр домена при заданном материале £>тт=3,9/о имеет место для пластин (пленок) толщиной h=3,3lo. В технических устройствах, где используют ЦМД, рекомендуется выбирать h~Alo. так как при этом способность доменов восстанавливаться после флуктуации наиболее сильно выражена. При /г=4/о поле, соответствующее середине области устойчивых цилиндрических доменов, Явн=0,28/8,. а диаметр доменов в этом поле D=8lo.

Уменьшение размера ЦМД достигается применением материалов с малым lo. Из (2.36) следует, что увеличение намагниченности