极端晶化条件下纳米双相永磁合金快淬薄带的晶化研究

在常规晶化退火工艺条件下纳米双相永磁合金快淬非晶薄带的晶化过程中,α-Fe相通常在低温优先析出,这导致了α-Fe晶粒过于粗大并严重损害了材料磁性能。针对这一问题,近期有一些学者对极端晶化条件下非晶快淬薄带的晶化行为和机制进行了仔细的研究。本文对这些研究进行了综述和分析。     

Fe_(85-x)Nb_(6.8)B_(7.7)Cu_x(x=0,1,3)快淬态纳米晶薄带的制备与磁性

利用熔旋快淬方法在辊速为40m／s时制备了低B的Fe85-xNb6.8B7.7Cux（x=0,1,3）快淬态薄带。Fe85Nb6.8B7.7和Fe85Nb6．8B77Cu1快淬态薄带具有α-Fe纳米晶结构,α-Fe的晶粒尺寸分别为23nm和20nm,Fe85Nb6.8B7.7快淬态薄带中还出现少量的杂相,但两者的软磁特性很差。而Fe85-xNb6.8B7.7Cu3.6.快淬态薄带的α—Fe的晶粒尺寸为13nm,在磁场20 Oe,频率1kHz下相对磁导率的变化为△μ／μ（（0）=-44％,磁场90 Oe下交流频率为1．5MHz时磁阻抗△Z／Z0=-31．3％,显示了良好的软磁材料特点。     

FeZrB系纳米晶软磁合金研究

本文主要对FeZrB系合金进行了制备工艺和组织等方面的研究。实验结果发现在FeZrB合金成分基础上降低Fe含量添加Cu和Nb,可以明显改善非晶态形成能力。     

高性能纳米晶储氢合金的制备

用双辊快淬法得到晶粒尺寸小于50nm、由均匀CaCu5相组成的富铈稀土储氢合金，在200mA／g充放电条件下，合金放电比容量达到295mAh／g，经200循环后，容量衰减率为4．5％。将合金粉组装成AAA550型电池，在1C充放电条件下，经2次活化，比容量达到最大值547．4mAh／g，经95次循环后，容量衰减率为2．48％。     

纳米晶稀土永磁合金

快速凝固直接制取Fe3B/Nd2 Fe14 B纳米复合永磁体〔1〕　由熔体快淬非晶合金通过晶化制取纳米复合永磁体的方法 ,可能有两种途径。第一种方法是在快速凝固时有两个组成相晶化的直接制取方法 ;第二种方法则是两步制取法 ,包括第一步获得非晶态合金 ,第二步则通过加热晶化。因此 ,研究了直接制取Fe3B/Nd2 Fe14 B纳米晶复合永磁体的可能性。实验研究时采用纯度高于 99 5 %的纯金属原料熔炼成所要求成分的合金熔体 ,浇铸到急冷铜模内 ,得到宏观组织均匀的Nd4 Fe77 5B18 5、Nd4 Fe75B18 5Cr2 5和Nd4 Fe77B18 5Cu0 5合金锭。然后从合金…     

纳米复相NdxFe94—xB6（x=7,8,9,10）合金的结构与磁性能

用单辊快淬法制备了成分为ＮｄｘＦｅ９４－ｘＢ６（ｘ＝７,８,９,１０）的四种快淬薄带。用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和Ｍｏｅｓｓｂａｕｅｒ谱对四种快淬薄带的非晶化程度进行了研究。结果表明,Ｎｄ含量的增加可以提高材料的非晶形成能力,快淬薄带的晶化４行为和晶化产物分别用示差热分析（ＤＴＡ）,ＸＲＤ和热磁测量进行了研究,当ｘ≥８时,快淬薄带直接由非晶态晶化得到Ｎｄ２Ｆ３１４Ｂ和α－Ｆｅ两相;当ｘ＝７时,快淬薄带     

采用核磁共振研究FeNbB纳米晶合金中的93Nb

FeMB (M =Zr、Ti、Ta、Mo和Nb)三元系铁基纳米晶合金具有优异的磁性能(饱和磁化强度比传统FINEMET合金的高 ) ,引起人们极大的兴趣。在这些三元系中 ,FeNbB合金表现出不同的结晶过程 ,且具有最小晶粒尺寸的纳米结构。巴西、法国和斯洛伐克的学者采用核磁共振 (NMR)技术研究了退火过程中Fe80 5Nb7B1 2 5快淬带的结构和磁性能变化。采用熔体快淬法制备了平均横截面积为10 μm× 2 8μm的Fe80 5Nb7B1 2 5非晶带。在高真空炉中将快淬带片分别于 5 10℃和6 10℃退火 1h获得纳米晶材料。X射线衍射和透射电镜观察表明 ,5 10℃…     

纳米晶SmFeGaC合金的硬磁性

用电弧熔炼方法制备了Ｓｍ２Ｆｅ１７－ｘＧａｘＣｙ（ｘ≤６，ｙ＝１．５和２．５）化合物，研究了它们的相形成、结构与磁性。用快速急冷方法制备了纳米晶ＳｍＦＧａＣ硬磁材料，研究了淬火速率、Ｇａ含量对矫顽力的影响，得到诀淬ＳｍＦｅＧａＣ的室温最大矫顽力ＨＣ＝１６ｋＯｅ。     

Fe基纳米晶粘结软磁材料的研究

采用快淬法制备了Fe74Cu1Nb3Si13B9非晶薄带，然后将薄带晶化，粉碎成不同粒度的磁性粉末。选择固态环氧树脂作为粘结剂，按一定比例将粘结剂与磁粉混合，在不同的压力下将其压制成Fe基纳米晶环形粘结磁体。分析了不同的磁粉粒度和模压压力对粘结磁体磁性能的影响，结果表明，随着磁粉粒度的减小，μ，μm，BB，BT，HC也随之减小；当压力增加到180kN时，再增加压力，磁性能变化不大。     

熔体快淬铜磷合金对ZL109变质效果的影响

采用金属熔融铸造法,用熔体快淬Cu-P中间合金对ZL109活塞合金进行了变质处理,随后对变质后的合金试样进行了金相组织观察和性能检测,并对晶粒细化的机理进行了研究。结果表明:与加入传统Cu-P变质剂相比,在ZL109合金中加入熔体快淬Cu-P变质剂,使组织中的初晶硅和共晶硅得到了更好的细化,增加了界面能,减少了铸造缺陷,使其综合性能得到了进一步的提高。因此,熔体快淬处理是提高Cu-P变质剂变质效果的一种有效方法。     

ZL109活塞高温强度试验研究

试验研究了含Ni与不含Ni活塞的高温强度,结果表明,在250℃以下,不含Ni与含Ni活塞的高温强度基本相同。据此,ZL109活塞不加Ni是可行的。     

纤维取向对复合材料摩擦磨损性能的影响

利用挤压铸造法制备了Al2O3f/ZL109短纤维筒形复合材料,在转速675 r/min、载荷100N条件下,对复合材料的纤维平行取向和纤维垂直取向磨损表面各进行了4组样品的试验,根据试验结果绘出纤维取向及体积分数对复合材料磨损性能影响的曲线图.结果表明,该复合材料纤维垂直取向比纤维平行取向耐磨,即纤维垂直取向有利于复合材料耐磨性能的提高.     

TiB2+SiC混杂颗粒增强的ZL109复合材料

在原位合成工艺制备TiB2颗粒增强ZL109复合材料基础上，通过加入SiC颗粒增强铝基复合材料，制备了TiB2＋SiC混杂颗粒增强ZLl09复合材料。结果表明：TiB2颗粒在铝合金熔体中具有良好的悬浮稳定性，而且在TiB2＋SiC混杂颗粒增强铝基复合材料中，由于TiB2颗粒的存在，有效抑制了SiC颗粒的沉降行为，熔体经45min静置仍可获得颗粒分布均匀的复合材料，这使得制备高模量复杂形状零件的直接铸造成型成为可能；在TiB，＋SiC混杂颗粒增强铝基复合材料中，颗粒的混杂作用对复合材料弹性模量的提高具有协同作用，能够大幅度提高复合材料的弹性模量，其弹性模量较计算值提高14．7％；对于（10％TiB2＋10％SiC）／ZL109混杂增强铝基复合材料，经T6热处理后，材料抗拉强度可达到275MPa，弹性模量提高到105．8GPa。     

Semi-solid squeeze casting process of a ZL109 alloy

The structure evolution of the ZL109 alloy in the process of semi-solid squeeze casting and the mechanical properties of the components were investigated. The results show that (1) the eutectic silicon phase in original billets is refined in the low super-heat casting process; (2) the eutectic structure in billets starts to fuse and the crystals of the eutectic silicon phase are refined further and sphericized in the remelting process of billets; (3) in the semi-solid ,squeeze casting process, the sphericity of the α phase and the refining of the silicon phase occur, owing to the friction between solid and liquid; (4) in the process of heat treatment, the eutectic α phase aggregates with the primary α phase and the eutectic silicon pieces aggregate together. The elongation of the semi-solid component after heat treatment rises to 1.42%.     

ZL109铝合金表面多弧离子镀TiN薄膜的制备及性能

利用正交设计试验探讨了基体温度、偏压、溅射时间、沉积时间对ZL109表面沉积TiN涂层时,对薄膜显微硬度和膜/基结合力的影响.结果表明,在ZL109表面多弧离子镀制备TiN薄膜的最佳工艺为:基体温度260 ℃、偏压200 V、沉积时间30 min、溅射时间8 min、Ti靶电流80 A、炉内总压1 Pa(Ar和N_2流量比为1∶2).在此工艺下制备的TiN薄膜显微硬度达到1500 HV0.05,膜/基结合力达到36 N,膜厚约2～3 μm.     

原位合成TiB2/ZL109复合材料的热处理特性

利用TiB2颗粒在共晶Al-Si基体中易于分散和生成颗粒超细的原理,用混合盐法制备了原位TiB2颗粒增强ZL109为基体的复合材料.颗粒加入后材料的硬度明显提高,如对颗粒质量分数为8.3%的复合材料材料T6处理后,其布氏硬度较基体ZL109提高了41.7%.对不同颗粒质量分数的复合材料固溶时效行为的研究表明,颗粒的加入,抑制了材料的固溶扩散进程,加速了复合材料的时效进程.用有效扩散理论分析了颗粒增强复合材料的固溶时效特性.     

Al_2O_(3f)/ZL109筒形复合材料的制备

利用真空负压成形法成功地制备了氧化铝短纤维预制件,较好地解决了筒形预制件中纤维的分散和预制件成形的难题,并利用挤压铸造法制作了氧化铝短纤维增强ZL10 9复合材料。     

残余孔洞对莫来石短纤维／ZL109复合材料强度的影响

运用挤压铸造工艺中不同的保压压强：６ ＭＰａ,３０ ＭＰａ ,６０ ＭＰａ ,１１０ ＭＰａ 和１５６ ＭＰａ 制备３种相同纤维体积分数的莫来石短纤维增强铝基复合材料, 并测定其拉伸强度。不同基体的复合材料拉伸强度均随保压压强增高而提高。讨论了莫来石短纤维／ＺＬ１０９ 复合材料残余空洞尺寸与保压压强的关系和残余空洞在Ｔ６ 处理过程中的长大现象及原因。结果表明, 气孔类残余孔洞初始尺寸和最终尺寸与保压压强有关, 并显著影响莫来石短纤维增强铝基复合材料的拉伸强度。     

AlCuFe准晶对ZL109合金组织和力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电子显微镜和X-射线衍射对AlCuFe准晶中间合金增强的ZL109合金的显微组织和相结构进行分析，并对其力学性能进行测定。实验结果表明：AlCuFe准晶中间合金可以细化ZL109合金的显微组织。使合金中的针状共晶硅颗粒化，初晶硅尖角钝化。在ZL109合金的显微组织中除了共晶硅、初晶硅和α-Al外，还出现了Al62.5Cu25Fe12.5二十面体准晶相。合金的铸态和热处理态力学性能均得到提高，尤其韧性提高更为显著。由此说明，利用AlCuFe准晶中间合金增强ZL109合金是一种强化铝合金的行之有效的新途径。