Influence of the microstructure on the magnetization processes in nanocrystalline Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9

The correlation between the magnetization processes and the microstructure of nanocrystalline Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 is investigated. After annealing the originally amorphous samples above the crystallization temperature the coercivity Hc, the initial susceptibility χo, and the Rayleigh constant αR change their values with increasing annealing temperature by several orders of magnitude due to a change of the magnetization process. This occurs without any significant change in the grain size, D ≈ 12 nm, of the nanocrystalline FeSi grains (20 at% Si) in the samples. For lower annealing temperatures, TA ≦ 853 K, irreversible Bloch wall movements are found, which can be described by the statistical potential theory. For annealing temperatures above 853 K the mobility of the Bloch walls is reduced due to pinning caused by Fe–B precipitations. As a result reversible rotational magnetization processes dominate. This is also demonstrated by domain pattern observations by the magnetooptical Kerr effect. Theoretical values for Hc, χo, and αR correlate well with the experimental data. Der Zusammenhang zwischen den Magnetisierungsprozessen und der Mikrostruktur von nanokristallinem Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 wird untersucht. Nach einer Anlasbehandlung der ursprunglich amorphen Proben oberhalb ihrer Kristallisationstemperatur andern die Koerzitivfeldstarke Hc, die Anfangssuszeptibilitat χo und die Rayleigh-Konstante αR ihre Werte mit zunehmender Anlastemperatur um mehrere Zehnerpotenzen. Dies wird durch eine anderung im Magnetisierungsprozes bewirkt. Die Grose D ≈ 12 nm der nanokristallinen FeSi-Korner (20 At% Si) in der Probe verandert sich dabei nicht wesentlich. Im Bereich kleiner Anlastemperaturen TA ≦ 853 K findet man irreversible Blochwandverschiebungen, welche durch die statistische Potentialtheorie beschrieben werden. Bei hoheren Anlastemperaturen oberhalb 853 K ist die Beweglichkeit der Blchwande aufgrund von Fe–B-Ausscheidungen verringert. Dadurch dominieren reversible Rotationsprozesse. Dies wird auserdem durch Untersuchungen der Domanenstruktur mit Hilfe des magnetooptischen Kerr-Effekts gezeigt. Die theoretischen Werte fur Hc, χo und αR stimmen gut mit den experimentellen Ergebnissen uberein.