Magnetoelastic behaviour of amorphous ferromagnetic ribbons in response to an applied tensile stress

Summary

The magnetization changes, ΔM, induced by an external tensile stress, σ, in metallic-glass ribbons are theoretically calculated starting from the simplified model generally used for describing the magnetoelastic coupling in amorphous metals. Taking into account the discrepancies between the ideal behaviour and the real one as revealed in commercial amorphous ribbons, we show that the experimental results, concerning ΔM as a function of σ, can be well predicted by the theoretical evaluations. On the other hand, it results that a suitable ferromagnetic ribbon can be a magnetoelastic sensor able to measure variations of ≃1 MPa up to the 100 MPa stress.

Riassunto

Le variazioni di magnetizzazione prodotte da una tensione esterna in nastri di metallo amorfo sono state teoricamente calcolate partendo dal modello semplificato generalmente adottato per descrivere l'accoppiamento magnetoelastico in detti materiali. Tenendo conto delle differenze tra il comportamento reale e quello ideale, si mostra come i risultati sperimentali, ottenuti nei nastri amorfi in commercio, possono essere ben previsti mediante le valutazioni teoriche. D'altra parte, si mostra come un nastro amorfo, opportunamente selezionato, possa rilevare variazioni di tensione di 1 MPa sino a valori base della sollecitazione di circa 100 MPa.

Резюме

Теоретически вычисляются изменения намагниченности, ΔM, индуцированные внешним растятивающим напряжением, σ, в металлических аморфных полосах, исходя из упрощенной модели, обычно используемой для описания магнитоупругой связи в аморфных металлах. Учитывая различия между идеальным поведением и реальным поведением, мы показываем, что экснериментальные результаты в коммерческих аморфных полосах для зависимости ΔM от σ могут быть получены из теоретических вычислений. С другой стороны, отмечается, что соответствующая ферромгнитная полоса может представлять магнитноупругий датчик, способный измерять изменения напряжения от ≃1 МПа вплоть до 100 МПа.