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第 ４卷 第 ３期 上 海 大 学 学 报 （ 然 科 学 版）
自 Ｖ。 ，
ｌ４．Ｎｏ ３
．
１９
９ ８年 ６月 ＯＵＲＮＡＬ
ＯＦ
ＳＨＡＮＧＨＡＩＵＮＩ ＥＲＳ！
Ｖ ＴＹ （
ＮＡＴＵＲＡＬ ＣＩ
Ｓ ＥＮＣＥ）
Ｊ ｎ ９９
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・
研 究简 报 ・
退 火温 度对 Ｆ ７５ｕＮ １Ｍｏ． Ｓｉｓ９
ｅ３Ｃ １ ｂ． １Ｖ１ｉ．
． ５ ５ ３Ｂ
非 晶合金电 阻率 和磁阻 的影响 ’
一
陈 德许 跃 张 明何 明施
杭 士 正 正 耀 ／：
；夕
（ 学 院）
理
摄 蔓 本文从理论 和实验上 研究了退火温度对 Ｆ ” Ｃ ¨Ｍｏ川 Ｓ
ｅ ｕＮｂ Ｖ ｉ删Ｂ 非晶合金 电阻率和
磁阻的影 响，
发现 当退火 温度 ＞４ ０
０＂Ｃ时，
约化 电阻率开始 明显变 小 ， ５ ５
在 Ｓ ＂ 达到最 小值．
Ｃ时 随着
退火温度再进一步提高 ，
约化 电阻 率起和 也随 之提高 ，
然后变 化 不丈 ，
经不同温 度退 火后的 车晶 舍
金样品的横 向磁阻 在不 同强度 的磁场 作用下没有 明显变化 ，
为进 一步 了解非 晶合 金的微观结 构和
导 电机制以及建立新 的理论提供 准确和重 要的实验结果．
关簟调
斐 查 垒 坚，
邑童
中田法分类号
．
Ｔ ９
Ｂ３ 双天泣囊
０ 引 言
不 同组份 的非 晶态合金与其晶态 合金相 比，
结构处于亚稳态 ，
只存在小 区间内的短程有
序，
没有 任 何 长程有 序 ，
有其 独 特 的 电性 和 磁性 ． 具 有优 良 电磁性 能 的非 晶 合金 制 成 的器 件
用
已得到 日益广 泛的 应用 ． 而 ， 晶态 合金 的导 电性 理论 至今 仍 很不 完 善 ， 于解 释 非 晶合 金
然 非 用
导 电机制的多种模型均有较大的局限性 ［．
Ｉ 推广 的 Ｚｍ ｎ理论 可解释在任意温度下简单金属
］ ｉａ
玻璃 壳层全满或全空的金属 ）
的电阻特性 ，却不能解释非简单金属玻璃 （ 含过渡金属和稀土
元 素）
的电导输运特性． Ｋ ｎ ｏ效应 ｄ
类 ｏｄ 散射模型认为电阻率低温极 小值起探于局域磁矩
对导电电子的 自旋反向散射 ，
而相干交换散射模型认为在居里温度附近 出现的电阻极小是传
导 电子波被具有某种相干性的近邻原子磁矩交换散射后发生干涉的结果 ，但是这两种散射模
型均无法解释非磁性金属玻璃中观测到的电阻极小． 双能级隧道 态模型认为电阻极小来 自非
晶无序结构的内禀特性 ，
但它难以解释高纯 的 Ｐ Ｓ 金属玻璃 中为何不 出现电阻极 小．
ｂｉ 非晶合
金的理论和实验研究的发展 已要求建立新的理论和新的物理模型．
因为非晶合金的搿余电阻 比较大 ，
电阻率对擞观结构状态的变化很敏感 ，
所以我们采用测
・ 收蒋 日辫 一９ ７ －２ 謦改穑收刊 日期： ９ ７１－ ６
１ ９￣９２ １ １ ９ —１３
晦杭鲁 ． １５ 年 生 ． ｝
男，９７ 讲师 上 天学理学院暂理系 ，
上 市璋长髂 １９ （００２
４ 号 ２０７）

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－ ｈ
３ ４・
３ 上 海 大 学 学 报 （ 然 科 学 版）
自 第 ４卷
▲
量经在不同的温度下恒温退火，
含过渡金属 Ｆ ， ｕ Ｎ ，
ｅＣ ， ｂ Ｖ和类金属 Ｓ，
ｉＢ的非简单金属玻璃
薄带 电阻率的变化，
研究非晶合金的微观结构和导电机制 ，
为进一步建立新的理论提供了准确 ＾
而 重要 的实验 结 果 ．
１ 实验 过程
按设计的配料 ．
用单辊急玲法制备曲 宽约 ６ｒ 厚为 ｏ∞ ５ ．４ 酶 的非晶合金薄
＂ｍ，
ａ ． ～Ｏ ０ ５
带． Ｄ ＭＡ — 型 ｘ光衍射仪进行物相分析表明其为非晶态．
用 ／ Ｘｒ ｃ 然后 ，把这些非晶薄带放进真
空 加 热炉 ，
在设 定 的温 度 下进 行等 温 退 火 １ｈ 使 其结构 产 生等 温 结 晶转 变 ．
， 退火 后 ， 待 测 的
把 —
非晶合金薄带放入 Ｄ ３ Ｕ８ 型 电磁铁产生的磁场 中，
Ｃ＂ ５
－ 磁场强度可调节 ，
磁场均匀度 １ —
Ｏ
ｌ－ ， 场 方 向垂 直 于薄 带平 面并 与 薄带 内主 电流的 方 向垂 直 ． ＱＩ４型 开 尔文 直 流双 臂 电
Ｏ ’磁 用 ４ ’
桥 测 薄 带 的 电阻 ，相对 误 差 小 于 ｏ ２ ． 有测 量 均 在 室 温 下进 行 ．
所 电阻率 Ｐ由 Ｐ—ＲＳ Ｌ 得
／
出 ，其 中 Ｒ是 测得 的 电阻值 ， 样 品的截 面积 ，
ｓ是 Ｌ是样 品的 长度 ．
』
样品的微结构利用透射 电镜进行分析．
．
．
—
２ 结果和 讨论
’
．
图 １表示 了在磁 场 强度 一０时 ， 品的 约化 电阻率 ￣ Ｐ）
样 Ｎ ｏ随退 火温 度 的 变化 关 系 （
Ｐ表
示经 退 火后 样 品的 电阻 率 ， 表示 未 经退 火 处理 的样品 的 电阻率 ） 图 ２表 示 了经 退 火后 的样
．
品的约化横向磁阻（（ ／ｏ随磁场强度的变化关系（（ 表示样品＿ 不同磁场中ｌ５ ，
ｐＨ）ｐ） Ｐ ） 在 盼黯阻
表示 未 经退火 处理 的样 品 的磁阻 ）．
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●
＿
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ｒ 芥同的遢必瘟发对 ｕ ｂ ｖ Ｂ
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Ｎ Ｍ 图 ２ 不 同的磁萌对 ６
ＮｂＭ Ｖ．
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非晶台金龟阻率睁影响。
！ 非晶音奎鞠 剐静 一 ・ ．
嘲 ．
－ ｔ ｒ’
。 ’
＿
从图 １可明显看 出，
当退必温度：４ ０ 时，
＞ ０ ＂ 约化电阻率开始变小，
Ｃ 到达 ５ ５ ．
５ ￣时达到最小
值，
随着遇＿温度再进一步提商 ， 化电船率起初逐渐提高 ，
畎 约 然后就变化幂爽 ． 通过分析样品 —
的电子衍射花样， 发现在退火温度 ４０ 时，
０ ＂ 样品的 电子衍射花样呈现较宽的光晕和迷敷 环，
Ｃ
样 品基 本上 还处 于 非 晶态 ，
只有 少 量的微 晶 出现 （ 图 ３ａ 所示 与文 献 Ｅ３ 报道 裙 同 ；
如 （） ｚ的 在 ＿
退 火温 度 ５５Ｃ ， 品的 电子衍 射花 样呈 连续 的 同心 圆环 ，
５ ￣时 样 样品 的形 貌像 上 出现 了直径 为 １
Ｏ
上
～
１ ｍ 的 纳 米微 晶 ， 表 明 此 时 样 品 中 已生 成 了 许 多 取 向无 规 的 纳 米 晶粒 （ 图 ３ ｂ 所
５ｎ 这 如 （）

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第 ３期 陈杭德等 ：
遇火温度对 Ｆ ｕＮｂ
ｅ¨Ｃ ¨Ｍｏ ｓ Ｓ Ｂ
Ｖ…ｉ 非晶合金电阻率和磁阻 的影 响 ・ ３
ｓ ３ ５・
示 ） 当退 火温 度 为 ６ ０
； ５ ＂ ， 品的 电子衍 射 斑 点 排 列成方 阵 ， 典 型 的单 晶体 衍 射花 样 ，
Ｃ时 样 呈 这
表 明样品 内的晶粒 已 明显变 得粗 大 （ 图 ３ｃ所 示 ）
如 （） ．
■ （）
ｃ 退火温度 ６０Ｃ
５￣
■一
■ （ ）退 止 温 度 ５ ５
ｂ ５ ℃
圈 ３ 样品 的电子衍射花样和形貌像
上 述非 晶合 金的 约化 电阻率 随退 火 温度 的变 化状 况 可用非 晶合 金 内 电阻 率 的形 成机制 来
解 释． 据经 典 的 自由 电子 近似 ，
根 电阻 率 Ｐ ｍＶ／。ｌ其 中 ｅｍ， Ｖ和 ｚ 别是 非 晶 态金 属
一２ ｅｎ ， ， ， 分
自由电子的电荷、 质量、 有效浓度 、平均热运动速率和平均 自由程 ． ］经退火后的样品的电阻率
的变 化 主要是 由于 电子 的平均 自由程 发 生 了变 化 ． 非晶合 金 内 ，
在 电子 的传 导 主要是 受 非 晶合
金内混乱排列的原子或分子散射的影响 ，
电子的平均 自由程比较小 ，
因而非晶合金的电阻率 比
较大． 当经过在一定温度下退火后， 非晶合金 内生成 了纳米合金晶粒 ， 这时 电子 的传导主要受
纳米 晶 晶粒 间界 面散 射 的影 响 ，电子 的 平均 自由程变 大 ， 而 使 电阻率 变 小 ． 退 火温 度大 于
从 在
５５
５ ℃时 ，等温 结晶 所形 成的 晶粒 不断地 逐渐 增 大 ，晶粒对 电子 的散 射 起主要 作用 ，电子 的平 均
自由程 比在 纳 米合 金 内传导 时要小 ， 比在非 晶合金 内传 导 时要大 得 多 ， 时样 品的 电阻率 也
但 此
就 介于 非 晶合 金 和 纳米 晶合金 之 间靠近 纳米 晶合 金 一侧 ．
从图 ２可看出 ，
经不同温度退火后 的样品的横 向磁阻在不同强度的磁场作用下没有明显

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・３
３ ６・ 上 海 大 学 学 报 （ 然 科 学 版）
自 第４卷
的变化 ，
对此实验现象的机理 ，
我们将作进一步的探索
致谢 本 文作者衷 心感 谢上海钢铁研 究所 张延忠研 究员为我们提 供了样品．
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０ 参 考 文 献 ‘
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辩学遥报， 冀ｔ ： ３
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２ 张正明等． 对 Ｆ ４ｕＮ —ｉ
脚 ｅ＝． ｂＳ・Ｂ音垒磁性的影响，
生海失学学报，９ ６ ）
１９。
４
３ 戴道生等，
非最豢静驾 索 一
电子工业出版社，９９２
１８．虬 ．
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ｈ ｗｓｎ ｐ ａｅ ｔｃ ａ ｇ ｔ ｈ ｔｅ ｇ ｈ ｏ ｈ ｇ ｅ ｉ ｄ ｉ ｅ ｅ ｅａ ｃ ｒ ｔ
ａ ｄ ｉ ｐ ｒａ ｔ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌ ｅ ｕｔ ｏ ｔｉ ｕ ｅ ｔ ｕ ｔ ｅ ｎ ｅ ｓａ ｄｎ ｈ ｍｉ
ｎ ｍ ｏ ｔ ｎ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｒ ｓ ｌｓ ｃ ｎ ｒｂ ｔ ｏ ｆ ｒｈ ｒ ｕ ｄ ｒ ｔｎ ｉ ｇ ｔ ｅ —
Ｃ ｏ ｔｕ ｔ ｒ ｆｔ ｅａ ｒｈＯ Ｓａｌｙ ａ ｄ ｓ ｔ ｎ ｐ ａ ｉ ｗ ｈ ｏ ｙ ｉ ｈ ｕ ｕ ｅ
ｒ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅｏ ｈ ｍｏ ｐ Ｕ ｌｏ ｎ ｅｔ ｇ ｕ ｅ Ｃ ｅ ｒ ｎ ｔ ｈｆ ｔ ｒ ．
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