ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 539.213.2
DOI: 10.18503/1995-2732-2026-24-3-100-107
Аннотация
Целью работы является обоснование гипотезы о том, что коэффициент Зеебека возможно использовать в качестве показателя изменения внутренней энергии материала. В работе поставлена и решена задача выявления аналитической связи между коэффициентом Зеебека и изменением внутренней энергии аморфной магнитомягкой ленты путем совместного решения уравнений первого закона термодинамики для изохорного процесса, уравнений связи количества теплоты с температурой при нагревании или охлаждении и уравнения, формализующего эффект Зеебека. При выполнении расчетов и построении графических зависимостей использовались результаты, полученные экспериментально при измерении ТЭДС и определении коэффициентов Зеебека аморфной ленты с применением авторской методики. Эксперименты по нагреву и охлаждению исследуемых образцов аморфной ленты проводились на модуле PocketJaw комплекса Gleeble 3500 с использованием сборочного узла специально разработанной конструкции. Теоретически обосновано, что коэффициент Зеебека прямо пропорционален ТЭДС и обратно пропорционален единице без отношения изменений внутренних энергий холодного и горячего концов образца, а также температуре горячего конца образца. Показано, что коэффициент Зеебека характеризует отношение изменений внутренних энергий холодного и горячего концов образца при термическом воздействии и может быть использован в качестве структурно зависимого параметра, характеризующего начальное внутреннее энергетическое состояние аморфной ленты. Экспериментально подтверждено, что прямой зависимости между коэффициентом Зеебека и изменением внутренней энергии не наблюдается. Доказана возможность использования метода определения и анализа коэффициентов Зеебека, характеризующего начальное внутреннее энергетическое состояние поверхностей аморфной ленты.
Ключевые слова
аморфная магнитомягкая лента класса Finemet, термоэлектродвижущая сила, коэффициент Зеебека, изменение внутренней энергии, термическое воздействие
Для цитирования
Чукин М.В., Копцева Н.В., Ефимова Ю.Ю. Связь коэффициента Зеебека с внутренней энергией аморфной магнитомягкой ленты класса Finemet // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2026. Т. 24. №3. С. 100-107. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2026-24-3-100-107
1. Гиннэ С.В. Аморфные металлические материалы: закономерности и условия аморфизации // Эпоха науки. 2025. №41. С. 25-32.
2. Saturated magnetization and glass forming ability of soft magnetic Fe-based metallic glasses / B. Huang, Y. Yang, A. D. Wang et. al. // Intermetallics. 2017, vol. 84, pp. 74-81. http://dx.doi.org/10.1016/j.intermet.2017.01.003
3. Стародубцев Ю.Н., Белозеров В.Я. Магнитные свойства аморфных и нанокристаллических сплавов. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2002. 366 c.
4. Дилатометрический анализ процесса нанокристаллизации магнитомягкого сплава Fe72.5Cu1Nb2Mo1.5Si14B9 / С. Цепелев, Ю. Н. Стародубцев, В. А. Зеленин и др. // Физика металлов и металловедение. 2017. Т. 118. № 6. С. 584–588.
5. Optimization of crystallization, microstructure and soft magnetic properties of Fe-B-Cu alloys by rapid cyclic annealing / X. B. Zhai, L. Zhu, H. Zheng et. al. // Journal of Alloys and Compounds. 2018, vol. 768, is. 5, pp. 591-597. DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.07.272.
6. Yoshizawa Y., Yamauchi K. Fe-based soft magnetic alloys composed of ultrafine grain structure // Materials Transactions. 1990, vol. 31, pp. 307-314. https://doi.org/10.2320/matertrans1989.31.307
7. Herzer G. Nanocrystalline soft magnetic alloys // Handbook of magnetic materials. 1997, vol. 10, pp. 415-462. DOI: 10.1016/S1567-2719(97)10007-5.
8. New Fe-based soft magnetic alloys composed of ultrafine grain structure / Y. Yoshizawa, S. Oguma, K. Yamauchi // Journal of applied Physics. 1988, vol. 64, pp. 6044–6046. DOI: 10.1063/1.342149
9. Zhu L. Modulating the crystallization process of Fe82B12C6 amorphous alloy via rapid annealing // Journal of alloys and compounds. 2019, vol. 785, is. 5, pp. 328–334. DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.01.209
10. Хоник В.А. Структурная релаксация и обусловленное ей пластическое течение металлических стекол ниже температуры стеклования: от феноменологического к микроскопическому пониманию // Вестник ТГУ. 2010. Т. 15. Вып. 3. С. 789.
11. Чен Х.С. Структурная релаксация в металлических стеклах // Аморфные металлические сплавы / под ред. Ф.Е. Люборского. М.: Металлургия, 1987. 584 с.
12. Крахмалев П.В. Структура и свойства магнитомягких аморфных сплавов на основе железа и кобальта при термической, механотермической и термомагнитной обработке: специальность 05.16.01. «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов»: дис. … канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 1999. 142 с.
13. Hodge I.M. Structural Relaxation. In: Classical Relaxation Phenomenology. Springer, Cham. 2019. Р. 197-222. https://doi.org/10.1007/978-3-030-02459-8_11.
14. Structural Relaxation Made Simple/ E. Bitzek, P. Koskinen, F. Gähler , M. Moseler, P.Gumbsch // Physical review letters. 2006. 97. 170201. DOI: 10.1103/PhysRevLett.97.170201
15. Барышева Т.Б. Второе начало термодинамики и энтропия: методическое пособие / под ред. А.И. Черноуцана. М.: Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2017. 32 с.
16. Новиков С.В. Термоэлектрические свойства нанокристаллических силицидов хрома и марганца: специальность 01.04.10 «Физика полупроводников»: дис. … канд. физ.-мат. наук. Санкт-Петербург, 2014. 168 с.
17. Петров А.Л., Гаврилюк А.А., Зубрицкий С.М. Структура и свойства неупорядоченных твердых тел: учебное пособие. Изд-во Иркутского государственного университета, 2004. 70 с.
18. ТермоЭДС в аморфных ферромагнитных сплавах / А.Д. Арсеньева, А.В. Ведяев, Р.П. Васильева и др. // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 1991. № 3. С. 71-75.
19. Плотность электронных состояний и термоЭДС в углеродных нанотрубках с примесями и структурным беспорядком / Н.В. Мельникова, В.Е. Егорушкин, Н.Г. Бобенко и др. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2012. Т. 55. № 11. С. 24-34.
20. Чукин М.В., Ефимова Ю.Ю., Копцева Н.В. Определение неоднородности свойств холоднокатаной ленты по термоЭДС. Сообщение 1. Разработка методики исследования// Черные металлы. 2026. Февраль. С. 60-66.
21. Чукин М.В., Копцева Н.В., Ефимова Ю.Ю. Определение неоднородности свойств холоднокатаной ленты по термоЭДС. Собщение 2. Исследование связи между твердостью и термоЭДС // Черные металлы. 2026. № 3. С. 22-29.
22. Термоэлектрическая неразрушающая оценка остаточных напряжений в холоднокатаной стальной ленте / М.В. Чукин, Н.В. Копцева, Ю.Ю. Ефимова, А.Н. Шеметов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2026. Т. 24. № 1. С. 88-99.