铁基超微晶软磁合金的结构与性能研究

运用X射线衍射分析技术及热分析技术系统研究了Fe-Cu-Nb-Si-B非晶合金的晶化过程。发现非晶合金的晶化温度与合金的平均电子浓度有关。提出了非晶合金的晶化形核过程主要在CU富集区进行以及晶核长大过程由扩散控制长大和界面控制长大两个阶段构成的新观点。简述了超微品结构——纳米晶相加非晶相的形成机理。 HREM研究表明,超微晶合金中确有长程无序的非晶相存在,纳米晶与非晶相间有清晰的粗糙界面,纳米晶粒中没有发现位错等缺隙,合金中无HREM下可观察到的空隙。 超微晶合金中的αFe(Si)纳米晶的居里温度低于常规Fe-Si合金,且与显微结构参数有关;合金中非晶相不存在Hopkinson效应。 首次提出了双相无规磁各向导性模型,对现行的Herzer有效磁各向异性理论作了实质性的改进和完善,表明合金的有效磁各向异性取决于合金的结构参数及铁磁相的磁特性参数,且当诸参数处于最佳耦合状态时,有效磁各向异性达最小值,合金的磁性主要取决于有效磁各向异性。 成功地制备出高性能超微晶软磁合金,其起始磁导率μ_i高达14.8×1O~4,明显优于发明人Yoshizawa报道的μ_i=10×10~4。     

铁基纳米晶软磁粉芯研制进展概述

1988年Yoshizawa等报道了著名的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金,它具有饱和磁感高,磁导率高,稳定性好及热处理后带材变脆容易加工成合金粉等特点.由于其性能优异,价格低廉,其粉末及粉末制品用作磁性器件的研究开发工作得到迅速发展.目前,铁基纳米晶软磁粉芯正沿着高频、多功能方向发展,其应用领域将遍及软磁材料应用的各方面.概述了磁粉芯的发展及铁基纳米晶软磁粉芯制备与性能研究.     

Fe74Al4Ga2P12B4Si4块体非晶合金的纳米晶化及软磁性能研究

采用铜模铸造法制备了厚2mm的Fe74Al4Ga2P12B4Si4块体非晶合金.利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究了其晶化行为和软磁性能.结果表明,非晶合金的玻璃转变温度Tg为457.35℃,晶化开始温度Tx为497.65℃.合金的过冷液相区宽度△Tx达到40.30℃,表明合金具有较大的玻璃形成能力.F74Al4Ga2P12B4Si4合金的晶化是二级晶化过程.经520℃等温退火后析出α-Fe相,其晶粒尺寸为15.9nm;而经550℃等温退火后析出α-Fe相及微量的A10.3Si0.7Fe3和Fe3B相,其中α-Fe相的晶粒尺寸为17.4nm.非晶合金的饱和磁化强度为108.816emu/g、矫顽力Hc为574.97Oe;经520℃等温退火后,纳米晶合金的饱和磁化强度为106.875emu/g、矫顽力Hc为94.16Oe.退火实验结果表明,纳米晶化对材料的饱和磁化强度没有显著影响,但会显著降低材料的矫顽力.     

合金元素对块体纳米晶Fe3Al材料磁学性能的影响

为了研究合金元素对块体纳米晶Fe3Al材料磁学性能的影响,通过铝热反应熔化法制备了纳米晶Fe3Al以及分别含Ni质量分数10%、Cr质量分数10%、Mn质量分数10%和含Ni质量分数10%-Cu质量分数2%的块体纳米晶Fe3Al.在振动样品磁强计(VSM)上测得合金的磁滞回线,分析其磁性能,采用X射线衍射仪进行结构分析和平均晶粒尺寸计算.结果表明:各样品的磁滞回线呈倾斜状且狭长,磁滞损耗很小;含Ni质量分数10%的样品饱和磁化强度Ms较大,剩余磁化强度Mr和矫顽力Hc较其他样品最小,具有较好的软磁性能;添加合金元素后几种材料的晶粒尺寸变小,磁性能有较大变化,合金元素对纳米晶Fe3Al块体材料的磁性能影响明显.     

铁基软磁非晶合金和块状金属玻璃的研究进展

为了研发新型软磁材料,铁基非晶合金带材、铁基块状金属玻璃和铁基纳米晶材料等非晶态合金材料被给予了深度关注和广泛研究。近些年,人们在铁基非晶态合金材料中获得了高饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率和低铁芯损耗,使之展现出优越的软磁性能,并且已经有商业化成果问世。介绍了铁基软磁非晶合金和块状金属玻璃的发展概况、归纳了一些最新的研究成果,并展望了其发展趋势。     

高Fe含量FeCuNbSiB系非晶/纳米晶合金制备及其磁性研究

研究了过渡金属元素(Zr,Nb,Mo)和Cu元素对Fe78Si9B13合金系非晶形成能力、热稳定性和磁性的影响;在Fe74Cu1Nb3Si13B9合金的基础上,通过逐步提高Fe含量,利用单辊甩带法制备Fe(76+x)Cu1Nb3Si(11-x)B9(x=0,2,4)和Fe(79+x)Cu1Nb2Si(6-x)B12(x=0,2,4)非晶/纳米晶合金薄带;利用XRD、DSC、TEM和VSM研究了高Fe含量Fe-Cu-Nb-Si-B系非晶/纳米晶合金的微观结构和磁性,并通过添加Nb元素优化了高Fe含量合金的磁性。研究结果表明:Zr和Nb元素的添加能明显提高Fe78Si9B13合金的非晶形成能力和热稳定性;高Fe含量的Fe-Cu-Nb-Si-B系纳米晶合金为典型的非晶/纳米晶双相结构,合金的饱和磁化强度Ms180 emu/g,且合金的矫顽力Hc在2Oe-9Oe之间,具有良好的软磁性能;Nb元素能显著细化Fe-Cu-Nb-Si-B系合金晶粒尺寸,从而能显著降低合金的矫顽力,改善合金的软磁性能;当Fe含量在80%-83%(原子百分比,下同)之间时,合金具有良好的软磁性能,但当Fe含量达到85%时,会有Fe2B、Fe3B相析出,从而显著恶化其软磁性能。     

钴基软磁非晶合金的巨磁阻抗效应研究进展

介绍了钴基软磁非晶合金丝与薄带的制备方法,重点讨论了频率、磁各向异性等因素对巨磁阻抗效应的影响.对非晶合金的巨磁阻抗效应传感器的应用进行了展望.     

宽过冷液相区铁基非晶合金的形成和磁性

用熔体急冷法制备出具有明显的玻璃转变和较宽的过冷液相区的Fe-Co-(Nb)-Zr-B非晶合金,研究了热稳定性和软磁性能。结果表明,在Fe-Co-Zr-B四元合金中添加适量的Nb可以显著扩大过冷液相区,提高合金的热稳定性。当冷却速率降低时,急冷合金具有非晶和纳米晶的复相结构。非晶合金的饱和磁化强度随Nb含量的增加而减小。不同Nb含量的非晶合金的饱和磁致伸缩系数均较低。在低于晶化温度的温度下退火可以有效地降低矫顽力,改善软磁性能。晶化导致软磁性能降低。     

电脉冲快速退火Fe73.5Cu1Mo3Si13.5B9合金的组织与磁性能

采用电脉冲快速退火实现了非晶合金Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｍｏ３Ｓｉ１３．５的纳米晶化。显微组织分析与磁性能测定结果表明,该合金经适当工艺的脉冲电流处理可得到较常规法晶粒密度更高、晶粒尺寸更小、软磁性能更优的纳米晶材料。基于随机无规磁各向异性模型,阐明了该合金的软磁性能与其显微结构的关系。     

电脉冲快速退火Fe_(73.5)Cu_1Mo_3Si_(13.5)B_9合金的组织与磁性能

采用电脉冲快速退火实现了非晶合金Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｍｏ３Ｓｉ１３．５Ｂ９的纳米晶化。显微组织分析与磁性能测定结果表明,该合金经适当工艺的脉冲电流处理可得到较常规法晶粒密度更高、晶粒尺寸更小、软磁性能更优的纳米晶材料。基于随机无规磁各向异性模型,阐明了该合金的软磁性能与其显微结构的关系     

金属软磁复合材料研究进展

金属软磁复合材料(SMCs)是电力电子元器件的关键基础材料?在能源、信息、交通、国防等重要领域应用广泛?围绕软磁复合材料合金磁粉和绝缘包覆层两个主要方面展开综述?在合金磁粉的成分设计方面?分别从晶态、非晶和纳米晶软磁合金体系出发?对比了合金元素对磁粉微结构?以及饱和磁化强度、矫顽力、磁晶各向异性、磁致伸缩系数和电阻率等性能的影响?提出了不同体系合金磁粉的设计原则?在绝缘包覆方面?分别阐述了有机、无机和有机无机复合包覆的最新研究进展?分析了不同绝缘包覆方法的机理和关键制备参数对于绝缘层组分、结构及复合材料综合性能的作用规律?展望了绝缘包覆工艺的发展趋势?在此基础上?提出了软磁复合材料的发展方向?     

非晶合金薄带饱和磁伸系数的测量

软磁非晶态合金是具有较良好的磁性能的材料,故应用日趋广泛。它的磁晶各向导性常数为零,其磁致伸缩性的大小将直接影响磁性能,因此准确测定磁伸系数十分必要。目前,由轧制的非晶合金带的厚度通常在20～60μm范围。由于带薄,故不宜采用传统的磁伸系数测试方法。本文介绍利用在非晶合金带中沿带轴造成小角度磁矩偏转,通过对应力感生的单轴各向异性场的测量来求出饱和磁伸系数的方法。该方法操作简单,容易测出磁伸系数值,其测     

新一代软磁合金——超微晶合金的结构和磁性

本文全面评述了新一代软磁材料—超微晶合金的发展现状。新合金发明至今虽仅3～4年时间,但与晶态和非晶态软磁合金一样,按成分可分为 Fe 基、Ni 基、Co 基3类合金:按性能也有高初始磁导率型,高饱和磁感强度型、高频低损耗型,高矩形比型以及低剩磁恒导磁型等五大类,文中列出了各类性能所达水平及对比。文中指出新合金的组成可分为3部分。新合金软磁性能之所以优良也是因为合会的磁致伸缩(λ_s)和各向异性〈K〉小之故,但λ_s 小是与晶化相的成份、结构和数量有关,而〈K〉小是与随机取向的超微晶尺寸效应有关。最后指出了尚须深入研究的6大问题,并认为从迄今发表的性能数据来看,新合金是比晶态和非晶态合金综合性能更好、价更廉,更稳定的高导磁低损耗材料。     

纳米晶 Ni1-x ZnxFe2O4铁氧体粉料的制备及其磁性能研究

采用喷射-共沉淀法制备了纳米晶Ni1-xZnxFe2O4（0≤x≤1.0）铁氧体粉料.通过TG-DSC、XRD、SEM、TEM、BET等测试手段分析了其微观结构和形貌,用振动样品磁强计测量其室温下磁性能.结果表明：喷射-共沉淀法制备的粉料颗粒细小均匀、形状完整.600℃下煅烧1.5h,样品晶粒尺寸为30nm左右,平均颗粒尺寸＜100nm.室温下,样品比饱和磁化强度随Zn^2＋含量增加而变化,当x=0.5时,最大比饱和磁化强度σs为66.8A·m^2/kg.当晶粒大小为41nm时,纳米晶Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体矫顽力达到最大值5.06kA/m,随后又随晶粒尺寸增大而减小.这归因于纳米晶软磁材料中强烈的无序磁晶各向异性模式的影响.     

Fe77Co2Zr9B10Cu2合金的制备及其磁性能

采用单辊快淬法制备了Fe77Co2Zr9B10Cu2合金,在530～750℃等温退火40 min,利用X射线衍射和振动样品磁强计研究了Fe77 Co2 Zr9 B10 Cu2合金的微观结构和磁性能。结果表明:淬态Fe77Co2Zr9B10Cu2合金为非晶、纳米晶双相结构。随着退火温度的升高,α-Fe晶体相从非晶、基体中析出,晶粒尺寸长大,晶化体积分数增加,矫顽力先减小后增大,比饱和磁化强度逐渐增大。实验结果表明,530℃退火后合金的矫顽力最小,在670℃时迅速增大。样品的磁性与其微观结构、晶粒尺寸、晶化体积分数等因素有关.     

稀土永磁材料生产工艺简介

一、工艺特点稀土永磁材料是某些稀土与过渡元素组成的合金,是当今综合磁性能最佳的一类永磁材料。目前这类材料主要用粉末冶金工艺进行生产,其优点为: 1.稀土永磁合金具有很强的单轴磁晶各向异性,饱和磁化强度很高,制品的磁有序定向可以通过对粉末的取向压制和烧结时的扩散得以完善,保证制品得到很高的磁性能。 2.采用微细粉末制造的稀土永磁产品晶粒细而且比较均匀,成分偏析小,有害杂质分     

Fe83Nb6B11合金的饱和磁化强度和有效各向异性

研究了Fe83Nb6B11合金的饱和磁化强度Ms及有效各向异性〈k〉与温度T的关系,结果表明:淬态Fe83Nb6Bu非晶合金的有效各向异性〈k〉随温度的升高下降的幅度很大,其原因主要是由于磁致伸缩λs或应力σ耦合造成的.热处理后的样品,在同一测试温度下,饱和磁化强度Ms及有效各向异性〈k〉随热处理温度的升高而增大,原因是饱和磁化强度Ms和有效各向异性〈k〉主要α-Fe相的贡献,热处理温度升高,α-Fe体积分数增大,有效各向异性Ms及〈k〉增大用交换作用理论解释了随着热处理温度的升高材料的有效各向异性〈k〉随温度变化缓慢.     

用环形试样测定软磁材料磁各向异性的研究

采用趋近饱和定律测定了纳米晶合金环形试样有效磁各向异性常数＜K＞.为了对比测量的准确度,同时测试了传统的晶态坡莫合金环形试样的磁晶各向异性.结果表明,用环形试样可以完成对低矫顽力的软磁材料进行磁各向异性的测定.     

纳米晶软磁材料的磁性能

介绍了纳米晶软磁材料所具有的独特结构和优异的磁性能。从纳米晶软磁材料的微观组织结构和宏观磁特性紧密相关的角度，探讨了铁基纳米晶合金的结构与磁性之间的依赖关系。     

纳米晶软磁合金环形试样有效磁各向异性的研究

采用趋近饱和定律首次测定了纳米晶合金环形试样有效磁各向异性常数〈K〉.为了对比测量的准确度,同时测试了传统的晶态坡莫合金环形试样的磁晶各向异性.结果表明,用环形试样可以完成对低矫顽力的软磁材料进行磁各向异性的测定.