Fe/Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9纳米晶磁粉芯研究

采用Fe粉复合FeCuNbSiB纳米晶粉体制备了磁粉芯,并讨论了退火温度、Fe粉复合量、纳米晶粉体粒度以及绝缘剂等对磁粉芯磁性能的影响.结果表明,在200～350℃和350～400℃内退火,随着温度的升高,μ_e均呈先增大后减小,375℃时达到最佳;当复合Fe粉后,发现其软磁性能得到了明显改善, Fe粉量为40%时,μ_e达到最大,且在100kHz～1MHz内,频率稳定性良好,其中心频率在500kHz附近,并随Fe粉量的增加而向低频发生偏移.纳米晶粉体的粒度越大,磁粉芯的磁性能越好;粉体粒度为100～200目时,其μ_e达到最大.当375℃退火,由有机绝缘剂、40%(质量分数)Fe粉、100～200目纳米晶粉制备的磁粉芯,其μ_e达52.72、损耗Pu为0.01317J/m~3、Bs为3.92×10~(-3)T、Br=6.48×10~(-5)T、H_c为1.28A/m.     

几种新型铁基纳米晶软磁合金的磁性能

用较便宜的元素Mo、W、V和Cr部分或全部代替较昂贵的Nb,我们发展了一些新的铁基纳米晶软磁合金,它们仍象Fe-Cu-Nb-Si-B纳米晶合金那样具有优良的综合软磁性能。本文扼要地报道新开发的5种铁基纳米晶合金的直流和交流磁性能,并与已报道的Fe-Cu-Nb-Si-B合金和功率Mn-Zn铁氧体H_(74)的性能做了比较。特别是新发展的Fe-Cu-Cr-V-Si-B合金的高频铁损已达到P_(2/100k)=171kW/m~3,P_(2/100k)=395kW/m~3和P_(2/200k)=579kW/m~3的水平,这明显优于Fe-Cu-Nb-Si-B的水平。     

Fe基非晶纳米晶带材的快速热处理工艺研究

研究了Fe基非晶纳米晶带材采用较快升温速率和不同出炉温度对软磁性能的影响。研究结果表明,采用宽度为(10±0.2)mm、厚度(33±2)μm的带材卷绕成内径为20mm、外径为30mm的圆环磁芯,在以480℃为起始温度,再以1℃/min的速率升至退火温度,当退火温度540℃,退火时间60min,随炉冷却至200℃出炉磁性能最佳,当测试频率f=1kHz,初始磁导率μi=135800,最大饱和磁感应强度Bs为1.157T,剩余磁感应强度Hr为0.6781T,矫顽力Hc为0.6434A/m,与普通真空热处理最佳性能(测试频率f=1kHz,初始磁导率μi=159700,最大饱和磁感应强度Bs为1.122T,剩余磁感应强度Hr为0.5964T,矫顽力Hc为0.6828A/m)相差不大,在实际生产中可以将起始温度提高到480℃;同时,当出炉温度高于300℃时,带材磁性能下降剧烈。     

20～100kHz铁基微晶电感材料Fe—Co—Si—B—C的研究

研究了合金元素对恒导磁微晶合金 Fe_(71)Co_7Si_9B_(13)的高频损耗及恒导磁特性的影响。发现碳(C)的加入能大大降低该合金的高频损耗。随着 C 含量的增加,高频损耗 P_(2/20k)单调下降,当 C 含量大于4(at)%后,P_(2/20k)不再随着 C 含量的增加而降低。该合金的等温 P_(2/20k～t_a)曲线(t_a 为保温时间)呈“U”型,属典型的微晶化效应降低损耗方式。x 射线衍射结果证明该合金的组织为 bcc 结构的α-Fe。认为 C 对损耗的影响机制不同于普通晶态合金中的李希特(Richter)效应。C 是易偏析元素,在微晶化热处理时,碳的偏析为细小α-Fe 的形成,提供了大量晶核,使合金的组织细化,从而细化了磁畴,降低了异常涡流损耗,使高频损耗降低并具有较高的动态导磁率。横向磁场热处理后该合金可成为优良的恒导磁电感材料     

200kHz开关稳压电源变压器用非晶态软磁合金研究

根据电子电源高频化发展的需求和国家科委“七五”攻关的任务要求,研制出了一种使用频率高达150～200kHz 的新型钴基非晶态软磁合金(FeCo)_(71)(MnNbSiB)_(29)。其饱和磁感B_s≥0.68T:居里温度 Y_c=323℃,饱和磁致伸缩系数λ_s=-5×10~(-8)。对于典型样品铁心φ25/20×10,在频率200kHz 和磁感0.3T 条件下,高频铁损低达P_3/200kHz=253W/kg,磁导率高达25mH/m(20000G/Oe)以上。用本合金制做的变压器已分别用于150kHz 和200kHz 开关电源的主变压器,并经高低温试验、高温时效试验、振动、冲击等试验,结果表明性能稳定、使用效果优异。     

纳米晶铁基合金的高频铁损行为分析

分析了纳米晶Fe72.5Cu1Nb1.5Mo1.5V1Si13.5B9合金在Bm=0.05～1.0T,f=20～1000kHz范围内的铁损行为.简要阐述了铁损与f和Bm之间的关系以及在固定的Bmf值情况下给出铁损大小估算的关系式.     

Fe基非晶合金涂层在晶化过程中的硬度与组织变化

对等离子喷涂含Cr，Ni，W，Mo，C，Si等合金元素的Fe-B基非晶合金涂层进行了100～730℃不同温度4h热处理试验。差热分析结果表明，涂层的急剧结晶温度在590℃附近。热处理试验结果表明，在450℃以下热处理时，涂层仍基本保持非晶态，硬度变化不大。在450～610℃之间热处理时，随温度升高，涂层逐渐晶化，析出以Fe23(C，B)6和Fe23B6相为主的硬质相和富Fe相，在590℃左右获得晶粒尺寸约为20nm纳米晶组织，涂层硬度随温度升高急剧增大，在610℃左右硬度达到最大值，约1270HV。在630～730℃之间热处理时，富Fe相逐渐成为主要相，并有Fe23(C，B)6，Fe23B6，Fe2B和FeB等多种硬质硼化物相形成，晶粒尺寸随温度升高长大并形成树枝晶，涂层硬度逐渐降低。     

高B_r纳米晶Fe_(73)Cu_1Nb_2V_(1.5)Si_(13.5)B_9合金的铁损行为(II)中、高频损耗行为(英文)

在f=3-30kHz和Bm=0.1-1.0T范围内,研究了高Br纳米晶Fe73Cu1Nb2V1.5Si13.5B9合金的中频P/f的行为。在中频范围内,研究了“磁体”数n与过剩场Hexc的关系。结果表明,用损耗统计理论中的相关方程和参数能很好地描述中频损耗的非线性行为。在f=30-100kHz和Bm=0.05-1T范围内,研究了高频P/f对f的行为。在相当宽的高频范围内,P/f对f的行为呈现准线性性,可用线性方程P/f=Peh+Keclf很好地表示。所研究的频率范围大约可分为两个范围,在这两范围内,Peh和Kecl分别具有不同值。一系列计算表明,依据方程P/f=Ph+Pcl/f+Pexc/f的损耗分离和统计理论中的相关方程不适用于正确描述高频损耗行为。     

纳米晶复合Nd9.5Fe81-xCoxZr3B6.5永磁材料磁性能的研究

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了Nd9.5Fe81-xCoxZr3B6.5(x=0、2、5、8、10)纳米晶合金条带,研究了Co的添加对快淬合金磁性能和居里温度的影响.结果表明,适量Co元素的添加能够有效降低各相晶粒的尺寸,增强了软、硬磁相晶粒的交换耦合作用,从而提高了合金的磁性能.Co含量为5%(原子分数)的合金,经670℃/4min的晶化处理后所得到的最佳磁性能为`Br=0.90T,jHc=588kA/m,(BH)max=117kJ/m3.     

稀土元素对硅钢棒材性能影响的研究

研究了混合稀土对硅钢棒材性能的影响,比较了加稀土与无稀土硅钢棒性能的差异,得出较好的热处理工艺,对有关机理进行了分析讨论。实验证明,加热温度对合金磁性影响很大。Si含量相同的硅钢,含有0.5％Re比无Re,在相同处理工艺下,磁性显著提高,900℃×10h+850℃×3h工艺下,最佳磁性为μ_m=0.013H/m、B_(10)=1.48T、P_(10/50)为7.0W/kg,H_c=35.8A/m,证明了稀土元素具有显著改善硅钢棒材磁性的作用,也使铁硅合金的硬度降低,改善机加工性能。     

合金成分对Mg-Zn-Y合金准晶形貌和体积分数的影响

利用铁模铸造法制备Zn/Y=6:1(原子比)的Mg-Zn-Y合金,通过XRD,SEM,EDS,TEM和DSC等研究合金成分对Mg-Zn-Y合金相组成、Mg_3Zn_6Y准晶相(准晶Ⅰ相)形貌和体积分数的影响。结果表明:Mg-Zn-Y合金的相组成、准晶Ⅰ相形貌、体积分数及其生成反应与合金成分密切相关。随着合金中Zn和Y元素含量的减少,准晶Ⅰ相的形成反应由单一的包晶反应到包-共晶反应再到完全共晶反应。当合金中Y含量≥7%(原子分数,下同)时,合金由(Mg, Zn)_5Y、准晶Ⅰ相、Mg_2Zn_3和Mg_7Zn_3相组成,且以叠层状形式分布在合金组织中。合金在凝固过程中通过包晶反应形成多边形块状准晶Ⅰ相;当Y含量<7%时,合金中除(Mg, Zn)_5Y、准晶Ⅰ相和Mg_7Zn_3相外,还析出了Mg相。当合金中Y含量在5%～7%时,准晶Ⅰ相通过包晶和共晶反应生成,以共晶反应为主。当Y含量≤4%时,准晶Ⅰ相完全通过共晶反应形成(Mg+I-phase)层片状共晶组织。所研究的合金中均生成了体积分数大于27%的准晶Ⅰ相,Mg₃₀Zn₆₀Y₁₀合金中准晶Ⅰ相的体积分数最高,约为77%。     

低温烧结(Zr0.8Sn0.2)TiO4陶瓷的晶相组成与微波介电性能

讨论了低温烧结(Zr0.8Sn0.2)TiO4微波介质陶瓷的晶相组成与制备工艺、掺杂离子的关系,结果表明粉体的合成温度对烧结体的晶相构成有很大的影响,进而影响材料的谐振频率温度系数τf,稍高的合成温度有利于提高α-PbO型ZST相的稳定性,使谐振频率温度系数τf由107 ppm/℃降至20.88 ppm/℃.采用Nb5+离子掺杂能更有效地抑制烧结过程中游离氧化物相的析出,当Nb5+达到0.15mol%时,920℃烧结样品的介电常数为25,谐振频率温度系数τf为-2.44 ppm/℃,品质因数Q·f达4868GHz(5GHz).     

(Sm,Pr)Co_5系合金的磁性

金属间化合物RCo_b(这里R是金属或稀土金属的组合)由于足够高的磁晶各向异性常数值(K=10~7～10~8尔格/厘米~3)、饱和磁化强度Is(达900高斯)和居里温度(700～800℃)而成为目前最有前途的永磁材料。这些铁磁材料的矫顽力的最大理论值H_c=H_k=2 K/Is和磁能的最大理论值(BH)_m=(4πIs)~2/4分别为～10~5奥和20～50×10~6高·奥。但现在只有SmCo_5合金基本达到了磁能     

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.     

Fe_(88-x)Zr_xB_(12)合金的结构及晶化研究

采用机械合金化法制备Fe88-xZrxB12(X=5、10、15、20)系合金,利用X射线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DTA)等测试手段对样品的结构及晶化进行研究.XRD结果表明,球磨60h,Fe88-xZrxB12(x=5、10、15)已形成α-Fe固溶体,Fe68Zr20B12完全形成非晶合金,表明Zr含量的增加使合金的非晶形成能力增强.Fe88-xZrxB12(x=5、10、15、20)合金的DTA图中均出现2个晶化放热峰.Fe68Zr20B12非晶合金的晶化模式为一次晶化.     

热处理对电沉积Fe-Ni-S非晶合金结构与性能的影响

以硫脲为硫源、硼酸为缓冲剂、柠檬酸三钠为络合剂及糖精和1,4丁炔二醇为添加剂的酸性镀液中电沉积了Fe-Ni-S非晶合金薄膜。采用差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了该合金的晶化行为和表面微观形貌。结果表明,镀态Fe-Ni-S合金呈非晶态结构,250℃热处理出现了Fe_7Ni_3(I_(mam))微晶,320.4℃开始晶化出现NiS(R_(3m))相和FeNi_3(P_(m3m))相,417.9℃下大量晶化生成NiS(R_(3m))相和FeNi_3(P_(m3m))相,500℃时合金完全晶化生成许多粒径约为100-200 nm均匀颗粒。研究了热处理对合金薄膜的磁性能、显微硬度和耐腐蚀性能的影响。250℃以下,随着退火温度升高,薄膜的磁性能、显微硬度和耐腐蚀性能不断提高,然后下降。250℃热处理时,合金薄膜饱和磁化强度、硬度和电化学阻抗达到最大(Ms≈1201.1 kA/m,Hv≈425.4 kg/mm~2,Z′≈400Ω),而矫顽力最小(H_C≈2.1 kA/m)。因此250℃热处理的合金镀层软磁性能最佳,耐腐蚀最好。     

旋转磁场热处理对钴基非晶合金静磁性与磁稳定性的影响

居里温度T_c低于晶化温度T_x的钴基非晶合金的磁性同旋转、磁退火的温度T_aRFA、保温时间t_aRFA、和冷速V_aRFA密切相关,其中Fe CoVSi B合金在T_aRFA=350℃、t_aRFA=20min和V_aRFA=6℃/min时;FeCoNiSiB合金在T_aRFA=300℃、t_aRFA=30min和V_aRFA=6℃/min时,两种成分的μ_o与H_c值皆获得较为明显的改善,而B_s和B_r值无明显变化,仅略有增加,值得注意的是,实验发现旋转磁退火不仅能明显的提高非晶合金的磁性,同时也能改善它的磁稳定性。     

超声诱导Mg65Cu25Y10块体非晶合金的晶化研究

采用普通铜模浇铸法制备出厚度为3mm的Mg65Cu25Y10块体非晶合金试样,并在室温(22℃)、120和160℃下分别对试样采用频率为20kHz的功率超声处理不同时间2、5和10min使其晶化.超声处理后的试样采用XRD分析其晶化程度;在扫描电子显微镜(SEM)下观察到较小弥散分布的晶体相颗粒和较大羽毛状颗粒.EDS...     

添加Ni对FeZrNbB合金的非晶形成能力与软磁性能的影响

利用单铜辊甩带法制备Fe(86-x)Zr2Nb2B10Nix(x=0、1、3和5)非晶合金带材。采用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、振动样品磁强计以及精密磁性器件分析仪研究Ni元素对FeZrNbB合金带材的非晶形成能力和软磁性能影响。结果表明Ni元素能明显提高该体系合金的非晶形成能力,并使淬火态非晶合金带材的一级起始晶化温度提高;通过合金的退火处理,在Fe(86-x)Zr2Nb2B10Nix合金体系中含Ni元素的合金带材可以析出最小粒径为12(12.15)nm的α-Fe(a)纳米晶,获得较低的矫顽力为8.1A/m;其中Fe85Zr2Nb2B10Ni1非晶合金带材经过510℃保温20min热处理后可以获得较高的饱和磁感应强度为1.61T,有效磁导率提升到48.4k,矫顽力下降到8.3A/m。     

Fe86Zr5.5 Nb5.5 B3非晶合金的超高压烧结成型

为了获得致密的块状Fe86Zr55Nb55B3纳米晶合金,研究了高压快速烧结工艺参数对样品致密度和α-Fe相晶粒尺寸的影响.结果表明:快淬球磨破碎非晶粉末在5.5 GPa/3min烧结条件下,当Pw=1150 W后,可获得相对密度为98.3%、单相α-Fe纳米晶(16.3 nm)块体合金,且随着Pw和t的增加,样品相对密度和α-Fe相晶粒尺寸均略有增加,样品典型的比饱和磁化强度σs和矫顽力Hc分别为119.6 emu/g,63.8 Oe.