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。     

新型铁基(FeCo)73.5Cu1Nb3(SiB)22.5非晶合金晶化过程的X射线研究

用X射线衍射方法研究了(FeCo)73．5Cu1Nb3(SiB)22．5非晶合金在不同温度退火的晶化行为及晶格常数的变化。500℃退火时，在非晶基体中析出α-Fe(Si)(bcc)相，620℃退火时仍没有新相出现，680℃退火后的Fe3B、Fe23B6化合物中含有Si、Nb。α-Fe(Wi)相的晶格常数α0随退火温度的升高先减小后增大，在620℃时最小为α0=0．2836nm，在退火过程中，晶化相的结构不随外加磁场发生变化。热磁曲线表明：合金淬火非晶态时的Curie温度Tc=330℃；α-Fe(Si)(bee)相的晶化温度Tx=516℃，Curie温度Tc=640℃。     

(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.     

Effect of Copper and Niobium Addition on Crystallization Kinetics in Fe-Cu-Nb-Si-B Alloys

在差热扫描分析仪上以不同加热速率测试非晶 Fe78Si11B9和纳米晶 Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3合金晶化情况,采用Kissinger方程计算非晶Fe78Si11B9合金的激活能为(370±3) kJ,Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3纳米晶第一晶化相的激活能为(295±5) kJ;提出纳米晶Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3合金初晶相激活能较低与率先析出的Cu簇刺激晶化相析出有关;分析了Cu簇的析出动力学,计算出Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3合金在773 K保温3600 s时Cu簇的生长平均半径为3 nm,在773 K保温2.5 h时,最大析出体积密度为3.7 ×1024/m3;计算结果与K. Hono试验观察结果一致(在 673 K保温 3600 s,平均半径3 nm,析出Cu簇的密度数量级在1024/m3)。     

铁基非晶及纳米晶合金在NaOH溶液中的耐蚀性比较

冶炼制备了纳米晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1和非晶带材Fe78Si13B9。在电化学工作站上测试了两种合金在不同浓度的NaOH碱溶液里的极化曲线。随着NaOH溶液浓度的不同,非晶Fe78Si13B9和纳米晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1合金极化曲线具有相似的变化规律,且纳米晶合金比非晶合金的腐蚀电位要高,耐腐蚀性要好。     

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。     

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。     

脉冲电流处理对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带晶化和显微硬度的影响

脉冲频率为50 Hz、电流密度为1750 A/mm2的高强脉冲电流使Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带在低于非晶转变温度100 K的条件下实现了短时晶化.脉冲电流能促进原子迁移,加速原子和原子团扩散,使Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带发生结构弛豫,使显微硬度由原始态非晶的8.2逐渐增至约9.0.进一步延长脉冲电流作用时间,非晶薄带发生显著晶化,大量析出平均尺寸约为8.5 nm的α-Fe(Si)相,其显微硬度则急剧增至12.4以上,增幅约达50%.在高强脉冲电流作用下,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带可在约30 s的时间内基本完成纳米晶化过程,而等温退火晶化则需要约1 h.     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9软磁合金晶化处理

利用综合热分析仪测量了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9晶化处理的焓变和晶化温度,并制定了不同的晶化退火工艺,利用振动样品磁强计自动测量仪对晶化处理后的试样进行了磁性能测定.研究结果表明,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9软磁合金从250 ℃开始加热,经过370 ℃、470 ℃二次预热处理,在560 ℃保温1 h后,炉冷到250 ℃出炉冷却,可获得较高的软磁性能.     

退火工艺对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶带材耐腐蚀性能的影响

采用电化学方法研究了退火工艺对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶带材耐腐蚀性能的影响.用差热分析仪分析了该纳米晶带材的晶化过程,利用X射线衍射仪对经不同温度退火后的非晶带材的晶态结构进行了分析,并用恒电位法测试了样品在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明,在3.5%NaCl溶液中,经过不同温度退火后的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶带材的耐腐蚀性能随退火温度的升高呈先增加后降低的趋势,其中530 ℃退火后的样品具有最好的耐蚀性.     

HIGH-TEMPERATURE AC MAGNETIC PROPERTIES OF NANOCRYSTALINE FINEMET ALLOYS WITH Co ADDITION

High-temperature AC magnetic properties for (Fe0.5Co0.5)73.5Cu1Nb3Si13.5B9 alloy annealed at various temperatures have been investigated using an impedance analyzer. Annealing temperature Ta has obvious effects on high-temperature AC magnetic properties of the alloy. The Hopkinson peak appears only in the amorphous alloy when Ta ≤ 703K. As Ta increases above 733K, the real part of the complex initial permeability μi' descends gradually, μi' decreases more slowly with temperature in the high temperature range. The high-temperature (about 750K) AC initial permeability for the alloy annealed at Ta=763K has been found to maintain a stable high value of 950 up toa frequency of～ 1 × 105Hz Partial substitution of Co for Fe in the Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 alloy leads to an increase of around 110K of the Curie temperature of the amorphous phase, much higher than Ge-containing Finemet alloy.     

NANOCRYSTALLINE STRUCTURE AND INITIAL PERMEABILITY OF ANNEALED Fe_（73．5）Cu_1W_3Si_（13．5）B_9 Alloy

ＮＡＮＯＣＲＹＳＴＡＬＬＩＮＥＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＮＤＩＮＩＴＩＡＬＰＥＲＭＥＡＢＩＬＩＴＹＯＦＡＮＮＥＡＬＥＤＦｅ_（７３．５）Ｃｕ_１Ｗ_３Ｓｉ_（１３．５）Ｂ_９ＡｌｌｏｙＺＨＡＮＧＸｉａｎｇｙｉ,ＺＨＡＮＧＪｉｎｇｗｕａｎｄＺＨＥＮＧＹａｎｇｚｅ?..     

HIGH-TEMPERATURE AC MAGNETIC PROPERTIES OF NANOCRYSTALLINE FINEMET ALLOYS WITH Co ADDITION

High-temperature AC magnetic properties for (Fe0.5Co0.5)73.5Cu1Nb3Si13.5B9 alloy annealed at various temperatures have been investigated using an impedance analyzer. Annealing temperature Ta has obvious effects on high-temperature AC magnetic properties of the alloy. The Hopkinson peak appears only in the amorphous alloy when Ta ≤ 703K. As Ta increases above 733K, the real part of the complex initial permeability μi' descends gradually, μi' decreases more slowly with temperature in the high temperature range. The high-temperature (about 750K) AC initial permeability for the alloy annealed at Ta=763K has been found to maintain a stable high value of 950 up to a frequency of ~ 1 × 105Hz. Partial substitution of Co for Fe in the Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 alloy leads to an increase of around 110K of the Curie temperature of the amorphous phase, much higher than Ge-containing Finemet alloy.     

Fe基非晶合金的晶化及其在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

采用单辊甩带法制备出完全非晶态的Fe_(78)Si_(13)B_9和Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Nb_3Cu_1薄带,并利用非晶晶化退火法制备非晶和纳米晶双相合金Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Nb_3Cu_1薄带.利用X射线衍射仪和示差扫描量热计对该非晶薄带的非晶特性及其晶化过程进行研究,并用电化学极化曲线的方法和电化学阻抗技术对比研究非晶Fe_(78)Si_(13)B_9和双相合金Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Nb_3Cu_1在1 mol/L NaCl溶液里的电化学腐蚀行为,用SEM对极化测试后的试样形貌进行观察;同时还研究不同的热处理温度对材料的结构及在1 mol/L NaCl溶液里耐腐蚀性能的影响.结果表明:该非晶薄带的晶化过程分为两步;双相合金比非晶合金的耐腐蚀性要好;随着热处理温度升高,非晶合金和双相合金的耐腐蚀性能都得到提高.     

Fe基非晶及纳米晶合金的制备和电化学腐蚀行为

分别采用单辊甩带法和非晶晶化退火法制备出非晶及纳米晶合金Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1;利用DSC、XRD和TEM对该非晶合金的晶化行为进行了分析;并用电化学极化曲线的方法和电化学阻抗技术研究了该非晶合金经不同温度退火后在1mol/LHCl溶液里的电化学腐蚀行为。结果表明,该非晶合金的晶化过程出现2个阶段。当退火温度为500℃时,合金尚未晶化,仍保持非晶态;当温度达到550℃时,出现了晶化衍射峰,晶粒平均直径约13nm;当温度达到600℃时,晶粒平均直径约为15nm。经过退火得到的纳米晶合金的腐蚀电位大于未退火的非晶,且阳极电流密度变得更低,表明纳米晶状态时的耐腐蚀性能比非晶状态的更好。该非晶合金未退火、550℃退火和600℃退火时的EIS均由单一容抗弧构成,具有一时间常数;且随着退火温度升高,电化学反应电荷转移电阻在增大。     

测量非晶合金激活能的新方法

介绍了一种测量非晶晶化激活能的新方法－MTGA法。分别用DSC和MTGA研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金的晶化动力学。结果表明,MTGA法不但比DSC法能更加详细反映出晶化动力学和相变的过程,而且用DSC和MTGA测量的α－Fe(Si)相的晶化激活能基本一致。     

脉冲电流处理对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金薄带GMI效应的影响

本文研究了脉冲电流处理对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金薄带巨磁阻抗效应和脆性的影响,并与等温退火样品的巨磁阻抗效应和脆性进行对比.结果表明,经过应力脉冲电流处理后的样品,其阻抗变化率和灵敏度都显著高于无应力脉冲处理后的样品.淬态样品在9.34MPa拉应力下,经电流密度为930A/mm2的脉冲电流处理后,阻抗变化率可达到220%,灵敏度达到0.35%/A·m-1.用应力脉冲电流处理不仅可以显著提高巨磁阻抗效应,而且可以有效抑制样品长时间的等温退火带来的脆性问题.     

Effects of Mo substituted Nb on magnetic properties of Finemet alloy

Different Mo contents have been added into traditional Finemet alloy to form Fe73.5Cu1Nb3-x MoxSil3B9.5( x = 0 - 3) alloys. The change in DC and AC magnetic properties with Mo for Nb substimtlon was investigated. The results show that, with adding Mo, although the DC relative permeability decreases and the coercive force increases slightly,the saturation flux density Bs can be increased, and the core loss of the alloy can be decreased. The AC permeability of samples contained Mo is higher than that of alloy without Mo content. Fe73.sCu1Nb1Mo2Si13B9.5 alloy has the highest saturation flux density Bs. Fe73.sCu1Nb2Mo1Si13B9.5 alloy has the best frequency dependence on the AC permeability and core loss.     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶丝扭矩阻抗（TGI）效应的研究

本文研究了测量频率、焦耳退火处理及扭矩焦耳退火处理对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶丝TGI效应的影响。实验表明淬态Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶丝TGI效应的最佳测量频率为7 MHz;对样品进行焦耳退火处理可以提高样品的阻抗变化率,测量频率为7 MHz时,焦耳退火处理的最佳电流密度为32 A/mm2,最大阻抗变化率达198%;扭矩焦耳退火处理后,样品TGI效应的非对称性随着预加扭矩的增大而增大,同时阻抗变化率峰值减小。