A study of the magnetoelastic effect in metallic textured NiWx (x = 5.5, 6.0, 7.4, AND 7.7 at %) ribbons

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

the dependence of the differential magnetic susceptibility cac(T) of metallic biaxially textured NiWx ribbons with a tungsten content x = 5.5, 6.0, 7.4, 7.7 at% on plane mechanical tension and compressive stresses has been studied in the temperature range 50–350 K. To create the tensile and compressive stresses, the thermal cycling procedure is applied to the ribbons glued to the substrates made of Si and aluminum alloy D16T, respectively. It is shown that the main peculiarities of the magnetic susceptibility behavior can be explained by magnetic orientation transitions and the occurrence of internal stresses s(T) that exceed the elastic limit of NiWx.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. А. Nikonov

National Research Center “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: niklom@rambler.ru
Russian Federation, 123182, Moscow

References

  1. Белов К.П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнитных металлах. М.: Гос.изд. ТТЛ, 1951. 258 с.
  2. Бозорт Р. Ферромагнетизм. М.: Изд. ИЛ, 1956. 786 с.
  3. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1971. 1032 с.
  4. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. М.: МИР, 1987. 419 с.
  5. Cheggour N., Ekin J.W., Clickner C.C., Verebelyi D.T., Thieme C.L. H., Feenstra R., Goyal A., and Paranthaman M. Transverse Compressive Stress Еffect in Y-Ba-Cu-O Coatings on Biaxially Textured Ni and Ni-W Substrates // IEEE Tran. Appl. Supercond. 2003. V. 13. № 2. P. 3530–3533.
  6. Cheggour N., Ekin J.W., Clickner C.C., Verebelyi D.T., Thieme C.L.H., Feenstra R. and Goyal A. Reversible axial-strain effect and extended strain limits in Y-Ba-Cu-O coatings on deformation-textured substrates // J. Appl. Phys.Lett. 2003. V. 83. № 20. P. 4223–4226.
  7. Goyal A., Paranthaman M.P., Schoop U. The RABiTS Approach: Using Rolling-Assisted Biaxially Textured Substrates for High-Performance YBCO Superconductors // MRS Bulletin. 2004. August. P. 552–561.
  8. Hsueh C.H., Paranthaman Ж.M. Analytical modeling of residual stresses in multilayered superconductor systems // J. Mater. Sci. 2008. V. 43. P. 6223–6232.
  9. Cheon J.H., Shankar P.S., Singh J.P. Influence of processing methods on residual stress evolution in coated conductors // Supercond. Sci. Technol. 2005. V. 18. P. 142–146.
  10. Nikiforov V.N., Sredin V.G., Kochetkov Yu.V., Vasil’eva O.N. Misfit stresses in YBa2Cu3O7-x films // Rus. Phys. Jour. 2000. V. 43. № 4. P. 334–337.
  11. Verebelyi D., Harley E., Scudiere J., Otto A., Schoop U., Thieme C., Rupich M., Malozemoff A. Practical neutral-axis conductor geometries for coated conductor composite wire // Supercond. Sci. Technol. 2003. V. 16. P. 158–1161.
  12. Arp V. Stresses in superconducting solenoids // J. Appl. Phys. 1977. V. 48. № 5. P. 2026–2036.
  13. Никонов А.А. Исследование эффекта магнито-упругости металлических текстурированных лент Ni-5ат.%W // ФММ. 2018. Т. 119. № 1. С. 9–18.
  14. Suo H., Ma L., Gao M., Meng Y., Wang Yi, Liu M., Zhao Y., Grivel J-C. Development of cube textured Ni-W alloy substrates used for coated conductors // J. Physics: Conf. Ser. 2014. V. 507. 022039. P. 1–4.
  15. Clickner C.C., Ekin J.W., Cheggour N., Thieme C.L.H., Qiao Y., Xie Y.-Y., Goyal A. Mechanical properties of pure Ni and Ni-alloy substrate materials for Y–Ba–Cu–O coated superconductors // Cryogenics. 2006. V. 46. P. 432–438.
  16. Zhao Y., Suo H.L., Zhu Y.H., Liu M., He D., Ye S., Ma L., Fan R.F., Ji Y., Zhou M.L. Highly reinforced, low magnetic and biaxially textured Ni-7 at.%W/Ni-12 at.%W multi-layer substrates developed for coated conductors // Supercond. Sci. Technol. 2008. V. 21. 075003. P. 1–5.
  17. Maeda T., Mimura M., Ohashi Y., Nagasu Y., Watanabe T. Strengthened textured metal substrates for coated conductor application // Physica C. 2004. V. 412–414. P. 838–843.
  18. Zhao Y., Suo H., Liu M., He D., Zhang Y.X., Zhou M.L. Mechanically reinforced and biaxially textured Ni alloys composite substrates for coated conductors // Physica C. 2007. V. 460–462. P. 1427–1429.
  19. Suo H.L., Zhao Y., Liu M., Ye S., Zhu Y.H., He D., Ma L.J., Ji Y., Zhou M.L. A novel approach using powder metallurgy for strengthened RABiTS composite substrates for coated superconductors // Supercond. Sci. Tech. 2008. V. 21. 025006. P. 1–6.
  20. Kim K.T., Lim J.H., Kim J.H., Jang S.H., Joo J., Kim C-J., Song K.J., Shin H.S. Effect of W addition on the microstructure and properties of Ni–W substrates for coated conductors // IEEE Trans. Appl.Supercond. 2005. V. 15. № 2. P. 2683–2686.
  21. Ijaduola A.O., Thompson J.R., Goyal A., Thieme C.L.H., Marken K. Magnetism and ferromagnetic loss in Ni–W textured substrates for coated conductors // Physica C. 2004. V. 403. P. 163–171.
  22. Simak S.I., Ruban A.V., Vekilov Yu.H. Thermodynamic, mechanical and thermal properties of Ni-alloys from Harris functional LMTO-CPA calculations // Sol. St. Com. 1993. V. 87. № 5. P. 393–396.
  23. Kirkham D. The Variation of the Initial Suscepti-bility with Temperature, and the Variation of the Magnetostriction and Reversible Susceptibility with Temperature and Magnetization in Nickel // Phys. Rev. 1937. V. 52. P. 1162.
  24. Раков Д.Н., Самусевич В.В, Николаев А.В., Борисов А.В., Абдюханов И.М. Исследование влияния степени деформации на текстуру лент из сплавов системы Ni–W c различным содержанием вольфрама // Металловедение и термическая обработка металлов. 2014. № 7. С. 57–59.
  25. Воробьева А.Е., Панцырный В.И., Абдюханов И.М., Раков Д.Н., Белотелова Ю.Н., Самусевич В.В., Николаев А.В., Коновалов П.В., Котова Е.В., Борисов А.В., Потапенко М.М., Дробышев В.А., Кравцова М.В., Медков В.В., Шиков А.К. Разработка материалов подложек для ВТСП-2 // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы. 2012. № 2 (73). С. 100–107.
  26. Зубавичус Я.В., Мухамеджанов Э.Х., Сенин Р.А. Экспериментальные станции КИСИ // Природа. 2013. № 12. С. 37–44.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Magnetic susceptibility of NiWx tapes, where 1=5.0% (EVICO), 2=5.5%, 3=6.0%, 4=7.4%, 5=7.7%.

Download (77KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2 Temperature dependences cac(T) of Si/NiWx/Si glues dried at T=360 K; a) x=5.5 at.%; b) x=6.0 at.%; c) x=7.4 at.%; d) x=7.7 at.%, dotted – free ribbons. Very weak hysteresis is observed on the dependencies of cac(T, s) glues with x=7.4 and 7.7 at.%.

Download (278KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Temperature dependence of the magnetic susceptibility of D16T/NiW5.5/D16T glues. The dotted line is a free ribbon. The arrows indicate the direction of temperature change.

Download (66KB)
Indexing metadata


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».