Fe_(78)Co_2Zr_8Nb_2B_9M_1(M=Ta、Cu)合金的微观结构和巨磁阻抗效应北大核心CSCD

采用单辊快淬法制备Fe78Co2Zr8Nb2B9M1(M=Ta、Cu)非晶合金薄带,在不同温度下对合金进行等温热处理。利用DTA、XRD、TEM、VSM和阻抗分析仪研究合金的热行为、微观结构、磁性能及巨磁阻抗效应。结果表明,晶化初期,Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1非晶合金析出α-Mn亚稳相和α-Fe(Co)相,Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1非晶合金仅析出α-Fe(Co)相。600℃退火后的Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1合金中晶化相的平均晶粒尺寸小于Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1合金。合金的M s均随退火温度的升高而逐渐增大。Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1合金的H c在600℃退火后明显增大,这与α-Mn型相的析出有关;而Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1合金的H c在600℃退火后达到极小值。合金的GMI max值随退火温度增加先上升后下降。Fe78Co2Zr8Nb2B9Cu1合金具有比Fe78Co2Zr8Nb2B9Ta1合金更显著的GMI效应。     

铁基纳米晶软磁材料的退火工艺研究

采用XRD、DSC、VSM等分析检测方法,研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9软磁材料的最佳退火工艺。结果表明:合金经550℃×1h退火后可获得由纳米晶α-Fe(Si)相和少量非晶相所组成的复相组织,具有优异的综合软磁性能。随退火温度的升高,α-Fe(Si)软磁相晶粒尺寸逐渐增加,Fe2B硬磁相不断析出,从而导致合金的软磁性能下降。     

FeCuNbSiB 非晶合金的纳米晶化及其软磁性能

采用单辊快淬法制备了宽2 mm,厚20 μm的Fe75.5Cu1 Nb3 Si13.5B7非晶薄带,通过等温退火得到了非晶纳米晶双相结构的软磁性材料,纳米晶平均晶粒尺寸为8～11 nm.利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)研究了非晶晶化后的组织与性能,发现非晶基体上析出了单一bcc结构的a-Fe(Si)固溶体.研究了Fe基合金在不同退火条件下纳米晶化后的软磁性能,结果表明:在783～865 K退火1 h后,可获得较高的饱和磁感应强度Bs 和较低的矫顽力Hc,并且在823 K退火1 h后,表现出最佳的软磁性能,饱和磁化强度Bs 为135.266 Am2·kg-1,矫顽力Hc最低为1.8 A·m-1.     

Fe_(77)Co_4Zr_9B_(10)合金的热稳定性、微观结构和磁性能研究

采用单辊快淬法制备Fe77Co4Zr9B10非晶合金,在不同温度下对该合金进行热处理。利用差热分析仪(DTA)、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及振动样品磁强计(VSM)等手段对Fe77Co4Zr9B10合金薄带的晶化行为、微观结构和磁性能进行研究。结果表明:Fe77Co4Zr9B10非晶合金的晶化峰值温度Tp的晶化激活能Ep为525.19 k J/mol。Fe77Co4Zr9B10非晶合金在晶化初期,观察到α-Fe和α-Mn型晶化物析出;943 K退火,α-Mn型晶化物消失。Fe77Co4Zr9B10合金在晶化初期,α-Mn型晶化物的析出导致矫顽力(Hc)恶化;在943K退火后,Hc的下降与α-Mn型晶化物的消失和α-Fe相体积分数的增加有关。     

Fe73.5Cu1Nb3-xTixSi13.5B9 (x=0, 1, 2, 3)合金粉的结构与磁性

将Fe73.5Cu1Nb3-xTixSi13.5B9(x=0,1,2,3)合金快淬带进行高能球磨制成粉末样品,在550℃真空退火1h,研究了磁粉的相结构及磁性。结果表明,随球磨时间延长,不添加Ti的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金中析出晶化相的晶格常数增大。添加Ti的Fe73.5Cu1Nb3-xTixSi13.5B9(x=0,1,2,3)合金在球磨60h后再退火,可以得到单一α-Fe(Si)软磁相,且随Ti含量增大,析出晶化相的晶格常数减小,饱和磁化强度增大、矫顽力降低。     

等温热处理对(Fe_(0.58)Co_(0.42))_(73)Cr_(17)Zr_(10)非晶合金组织结构及磁性能的影响

采用单辊急冷法制备了(Fe0.58Co0.42)73Cr17Zr10非晶薄带,并对该合金进行等温退火。用XRD、AFM、VSM研究退火温度对(Fe0.58Co0.42)73Cr17Zr10非晶合金的组织结构和磁性能的影响。结果表明:该合金晶化析出过程为:Am→α-Fe(Co)+Am'→α-Fe(Co)+Cr Fe4+Fe3Ni2+Cr2Zr+未知相。500℃和610℃退火后薄带表面的AFM观察表明:AFM图片所呈现的颗粒尺寸要比用Scherrer法测得的α-Fe(Co)纳米晶尺寸大得多,这是典型的包裹晶粒现象。在低于晶化峰值温度(Tp)退火,由于铁磁性α-Fe(Co)相的析出,合金的饱和磁化强度Ms随退火温度的升高大幅上升;当退火温度高于Tp时,由于α-Fe(Co)相的粗化和析出相的析出和长大,Ms急剧下降,在635℃退火能获得最好磁性能,其Ms=126.2 emu/g。     

(Fe1-xCox)78.4Nb2.6Si9B9Cu1纳米晶软磁合金的结构与高频磁性

研究了非晶(Fe1-xCox)78.4Nb2.6Si9B9Cu1(x=0.35,0.5,0.65)合金490℃等温退火0.5 h后的结构与高频磁性.XRD分析表明,退火后非晶合金实现纳米晶化,析出晶粒尺寸约15 nm的α-FeCo(Si)软磁晶体相;随Co含量增加,晶格常数变小.利用Pseudo-Voigt2函数模拟XRD衍射峰并计算了晶体相体积分数,由晶体相体积分数及晶格常数估算了剩余非晶相的成分.用阻抗分析仪测量了合金在10 kHz-10 MHz范围的磁谱曲线.结果表明,随Co含量增加,合金初始磁导率降低,而共振频率明显提高,用畴壁运动方程及畴壁钉扎理论解释了Co含量变化对纳米晶合金高频磁性的影响规律.     

FeSiB/FeCuNbSiB合金在NaOH溶液中耐腐蚀性能及其对软磁性能的影响（英文）

非晶Fe78Si9B13和纳米晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金由于具有低矫顽力、高磁导率和高饱和磁通密度等特点而受到广泛关注。研究了Fe78Si9B13及Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金在NaOH(pH=9~10)溶液中的耐腐蚀性能,及其对软磁性能的影响。分析了经腐蚀后合金的有效磁导率、矫顽力和饱和磁感应强度等软磁性能的改变。样品用X射线衍射和3D高景深显微镜进行表征。结果显示:腐蚀后溶液中有橙色铁的氧化物产生,合金结构保持不变。经腐蚀后Fe78Si9B13及Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的软磁性能下降,且Fe78Si9B13非晶合金的有效磁导率ue和饱和磁感应强度Bs比Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金下降快。     

Corrosion Resistance of FeSiB and FeCuNbSiB Alloys and Its Influence on Their Soft Magnetic Properties in NaOH Solution

非晶Fe78Si9B13和纳米晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金由于具有低矫顽力、高磁导率和高饱和磁通密度等特点而受到广泛关注。研究了Fe78Si9B13及Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金在NaOH(pH=9~10)溶液中的耐腐蚀性能,及其对软磁性能的影响。分析了经腐蚀后合金的有效磁导率、矫顽力和饱和磁感应强度等软磁性能的改变。样品用X射线衍射和3D高景深显微镜进行表征。结果显示:腐蚀后溶液中有橙色铁的氧化物产生,合金结构保持不变。经腐蚀后Fe78Si9B13及Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的软磁性能下降,且Fe78Si9B13非晶合金的有效磁导率ue和饱和磁感应强度Bs比Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金下降快。     

Fe79Zr9B12和Fe76Zr9B15合金的晶化行为和磁性能

采用单辊快淬法制备Fe79Zr9B12和Fe76Zr9B15非晶合金薄带,并对两合金进行不同温度下热处理。利用差热分析仪(DTA)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究Fe79Zr9B12合金和Fe76Zr9B15合金的晶化行为和磁性能。结果表明,Fe79Zr9B12合金和Fe76Zr9B15合金的晶化激活能分别为404.42 kJ/mol和370.75 kJ/mol。晶化初期,有α-Mn型相和α-Fe相从Fe79Zr9B12非晶合金基体中析出,Fe23B6型相和α-Fe相从Fe76Zr9B15非晶合金基体中析出。α-Mn型相和Fe23B6型相均为亚稳相,进一步高温热处理后,α-Mn型相转变为α-Fe相,Fe23B6型相转变为α-Fe相、Fe2B相和Fe3B相。Fe79Zr9B12合金的矫顽力(Hc)在600℃退火后突然增大,继续高温退火,Hc下降;Fe76Zr9B15合金的Hc随着退火温度的升高持续增大。两种合金矫顽力随退火温度的变化与退火后合金的微观结构密切相关。     

FeNbYB非晶合金的晶化过程及磁性能

用单辊快淬法制备Fe74Nb6-xYxB20(x=3 at%、4 at%、5 at%)非晶合金,取不同的温度对合金热处理,利用差热分析仪(DTA)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)研究了合金的非晶形成能力、晶化过程和磁性能。结果表明,添加微量Y元素提高了合金的非晶形成能力,当Y含量为5 at%时,Fe74Nb1Y5B20非晶合金过冷液相区具有最大值、△Tx=63℃。Fe74Nb6-xYxB20(3 at%、4 at%、5 at%)合金的晶化过程为:非晶→非晶+α-Fe+Fe23B6+Fe2B→α-Fe+Fe23B6+Fe2B。随着退火温度的升高,3种合金Fe74Nb6-xYxB20(x=3 at%、4 at%、5 at%)饱和磁化强度MS变化趋势是一致的,在670℃退火后3种合金MS均达到最大、分别为128、122、134 A·m2·kg-1,矫顽力Hc为2.96、3.12、3.36 kA·m-1,在750℃退火后,Hc快速增大。     

Fe64-xCoxNd7B25Nb4（x=0～40）块体合金的晶化过程和磁性能研究

采用铜模吸铸法制备了Fe64-xCoxNd7B25Nb4(x=0～40)块体合金,利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究了该体系合金的非晶形成能力、晶化过程和磁性能。结果表明:Fe64-xCoxNd7B25Nb4(x=0～40)块体合金具有良好的非晶形成能力。在Co含量为0at%～40at%范围内,合金基本为非晶态。该系合金铸态时为软磁性,晶化处理后则表现为硬磁性。随着Co含量的不同,合金的晶化行为和晶化后的产物及对应的磁性能均有明显的变化。不含Co元素时,合金发生两级晶化反应;晶化过程中出现了亚稳相Fe23B6,随着退火温度的升高,Fe23B6分解为Fe3B和α-Fe相。添加Co元素后,合金只发生一级晶化反应。Co含量为20at%的合金在1 003 K退火后,内禀矫顽力高达1 164 kA/m。     

Glass--Forming Ability and Soft Magnetic Properties of Fe--Co--Nd--Nb—B Amorphous Alloys

Fe67Co10-xNd3B20(x=0,2,4,6,10)非晶合金中,当x=6时可以扩大过冷液相区到87 K,提高非晶合金的热稳定性.γ判据和过冷液相区判据具有相似性,均证实x=6时具有最大的玻璃形成能力.非晶合金具有较好的软磁性能,在低于玻璃转变温度40 K退火40 min,可使软磁性能得到显著改善,最大比饱和磁化强度提高到157.3 A·m2/kg,而矫顽力降低到0.2-1.2 A/m.非晶合金退火后的结构弛豫和超精细磁场的增加导致了软磁性能的提高.     

Fe_(72.5)Cu_1Nb_2V_2Si_(13.5)B_9纳米晶薄带的巨磁阻抗效应

Fe72.5Cu1Nb2V2Si13.5B9非晶薄带经晶化退火处理,随退火温度增加,析出纳米晶bccα-Fe(Si)相,当超过550℃,薄带在析出纳米晶bccα-Fe(Si)的同时,还析出硬磁性的Fe2B相。Fe72.5Cu1Nb2V2Si13.5B9纳米晶薄带具有巨磁阻抗(GMI)效应,其效应强度灵敏依赖于退火温度,当退火温度为550℃、退火时间为30 min时,bccα-Fe(Si)平均晶粒尺寸约为16nm,其巨磁阻抗存在最大值。巨磁阻抗效应还强烈依赖于频率。对于550℃退火30min的Fe72.5Cu1Nb2V2Si13.5B9纳米晶薄带,其在50kHz下,ΔX/X(H=7 162A/m)可达到-500%,3 MHz下,ΔR/R(H=7 162A/m)约为-150%。700kHz下,GMI效应值有最大值,ΔZ/Z(H=7 162A/m)约为-121%。     

Sm5Fe80Cu1Zr3.5Si5B3C2.5非晶合金晶化动力学的研究

利用X射线衍射、透射电镜、振动样品磁强计和差热分析研究了非晶Sm5Fe80Cu1Zr3.5Si5B3C2.5合金中α-Fe/Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米相结构的形成过程、磁性及其晶化动力学.XRD结果表明,随着退火温度的升高,Sm5Fe80Cu1Zr3.5Si5B3C2.5非晶合金先后析出软磁相α-Fe和硬磁相Sm2(Fe,Si)17Cx;当经高温750℃晶化退火后,经Scherrer计算得到合金中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx的晶粒尺寸分别为65.5和22.1nm,其矫顽力增加到58.11kA/m,剩磁为0.967T.晶化动力学分析发现,这种具有较低初始晶化激活能和阶段生长激活能的晶化行为是导致α-Fe相晶粒生长过于粗大和合金中α-Fe和Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米磁体磁耦合性能较差的根本原因.     

退火温度对Fe64Co16Zr7B12Cu1纳米晶合金软磁性能的影响

在Hitperm合金基础上制备了成分为Fe64Co16Zr7B12Cu1的非晶纳米晶合金带,并对其组织特征及软磁性能进行了研究。结果表明:Fe64Co16Zr7B12Cu1合金具有较好的非晶形成能力和热稳定性;非晶态合金随着温度的升高晶化程度增加,断裂方式逐渐转变为沿晶断裂。合金经过适当的热处理后,饱和磁感应强度Bs和最大磁导率μm均有一定提升,最高分别达到Bs=1.47T,μm=2.67×104。     

Co/Ni摩尔比对FeCoNiCrZr非晶合金晶化过程及磁性能的影响

采用单辊急冷法制备一系列不同Co/Ni摩尔比的FeCoNiCrZr非晶薄带,并对该系非晶合金进行等温热处理。采用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究Co/Ni摩尔比的变化对(Fe0.52Co0.48-xNix)73Cr17Zr10系非晶合金的晶化过程和磁性能的影响。结果表明:x在0.06~0.30之间变化时,所制备的合金薄带基本为非晶结构;(Fe0.52Co0.48-xNix)73Cr17Zr10(x=0.18,0.30)两种非晶合金的晶化过程为Am→α-Fe(Co)+Am′→α-Fe(Co)+Cr2Ni3+Fe3Ni2+Cr2Zr+未知相;Co/Ni摩尔比的增加增强了合金的热稳定性,抑制了退火后α-Fe(Co)相的析出。两种合金的饱和磁化强度Ms随退火温度的变化趋势相同,在低于第一晶化峰值温度θp1退火时,Ms随退火温度的升高逐步上升;在温度高于Tp1退火时,Ms随退火温度的升高而迅速下降。     

Y替代Nb对Fe-Si-B-Cu-Nb合金热稳定性与软磁性能的影响

利用XRD、DSC-VSM和TEM研究了添加少量Y对非晶态和退火态Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xYx(x=0,1,2,3 at%)的热稳定性、软磁性能的影响。对非晶薄带在真空条件下不同温度下退火10 min。结果表明,Y可抑制非均匀形核。Y的添加影响了软磁性能。当试样中Y含量为2%时在700℃退火10 min具有最佳的软磁性能,其饱和磁感应强度达1.28 T。     

退火对(Fe_(50)Co_(25)Si_(10)B_(15))_(70)Cu_(30)非晶薄带磁性的影响

研究了(Fe50Co25Si10B15)70Cu30和Fe50Co25Si10B15非晶薄带辊面和自由面的相组成、微观结构以及磁性能。结果表明,(Fe50Co25Si10B15)70Cu30非晶薄带形成了独特的双层金属玻璃复合结构。并且,(Fe50Co25Si10B15)70Cu30非晶薄带的单辊面是含有微米级晶体Cu颗粒的以Fe、Co为基底的非晶层;而Fe50Co25Si10B15非晶薄带为非晶态。同时,(Fe50Co25Si10B15)70Cu30非晶薄带退火后软磁性能有所恶化。     

脉冲磁压缩开关磁芯制备及磁性能

介绍了脉冲磁压缩的原理和磁压缩开关对软磁材料的性能要求。利用平面流铸造法制备了宽度为25mm的Fe73.5Cu1Nb3(SiB)22.5非晶带材。利用金属氧化物涂层、树脂涂层工艺和磁场热处理制备了64mm×24mm×25mm的Fe73.5Cu1Nb3(SiB)22.5磁芯。Fe73.5Cu1Nb3(SiB)22.5磁芯具有高方形比(Br/Bs=0.84),低矫顽力(Hc=9.04A/m)和低损耗(P0.5T/20kHz=41.64 W/kg)等良好的软磁性能,符合磁压缩开关的性能要求。