Ni/Co比例及微量Dy对FeCoNiBSiNb块体非晶合金玻璃形成能力和磁性能的影响

采用水冷铜模吸铸工艺制备了一系列的(Fe0.5Co1-xNix)72B19.2Si4.8Nb4(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.4)块体非晶合金.并采用X射线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DTA)、振动样品磁强计(VSM)测试了块体非晶合金的结构、热稳定性和软磁性能.探讨了不同Ni/Co比例及添加稀土元素Dy对FeCoNiBSiNb系合金玻璃形成能力(GFA)、热稳定性及磁性能的影响.结果表明:当x=0.05,0.1,0.15,0.2时可制备出直径2mm的非品合金棒,但不能获得3mm非晶合金棒,x=0.25,0.3,0.4均不能获得直径2mm的非晶合金棒,且随Ni/Co比例的增大,即随Ni含量的增加,热稳定性先增加,后逐渐减小,过冷液相区△Tx逐渐减小,非晶合金的玻璃形成能力呈下降趋势,非晶合金的饱和磁化强度(Ms)下降.添加1 at%Dy后,提高了合金的非晶形成能力,可制备出直径3mm的[(Fe0.5Co0.4Ni0.1)72B19.2Si4.8Nb4]99Dy1非晶合金棒,但合金的Ms下降.     

Nb对Fe-Co基合金非晶形成能力及磁性能的影响

利用铜模吸铸法制备(Fe0.5Co0.5)71-xNbxZr3Nd4B22(x=0~10)系块体合金,研究合金元素Nb的添加对该体系合金非晶形成能力(GFA)和磁性能的影响。结果表明,适当Nb的添加能有效提高合金的非晶形成能力。当Nb含量为5at%时,可获得具有完全非晶结构的块体非晶合金,该合金呈现典型的软磁性能,饱和磁化强度(Ms)为79 Am2/kg;合金的晶化温度(Tx)为957 K,晶化激活能E为538.30 kJ/mol。     

Co(-Fe)-B-Si-Nb块体非晶合金

利用团簇线方法和微合金化原理研究了Co基Co(-Fe)-B-Si-Nb多组元合金体系中块体非晶合金的形成。首先,确定Co-B-Si三元体系为基础体系,利用团簇线(体现在三元体系中为二元特殊团簇与第三组元的连线)在Co-B-Si体系中确定基础合金成分;然后添加少量的Nb对基础三元成分进行合金化以提高合金的玻璃形成能力。利用铜模吸铸法制备直径为3mm的合金棒,结果表明能够形成块体非晶的合金成分为(Co8B3-Si)100-xNbx(x=4～5at%),其中,Co8B3为密堆附半八面体的阿基米德反棱柱团簇结构。并且这些非晶成分可近似地用(团簇)1(胶粘原子)1模型表达,为(Co8B3)1M1(M=(Si,Nb)),即非晶成分由一个团簇连接一个胶粘原子组成,其中胶粘原子M为Si和Nb原子的组合。最后用Fe替代部分Co可进一步提高合金的玻璃形成能力,得到的Co-Fe-B-Si-Nb五元块体非晶合金具有很好的软磁性能,其饱和磁化强度(Ms)最大可达0.98T,矫顽力(Hc)低于6A/m。     

Co对Ti-Zr-Be-Cu块体非晶形成能力及热稳定性的影响

采用铜型铸造法制备直径为12mm的Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)系列块体非晶合金。采用X射线分析(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)研究了Co元素含量变化对Ti-Zr基合金的非晶形成能力、结构变化以及热稳定性的影响。结果表明,随着Co元素替代部分Be元素(x=3.5,7.5),合金的非晶形成能力由5mm显著提高到12mm,进一步增加Co元素含量(x=11.5)时,非晶形成能力迅速降低,其形成能力不足5mm;但随着Co含量的变化,Ti35Zr30Be27.5-x Cu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)系列块体非晶合金的玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx分别从x=0时的636K和718K降低到x=11.5时的612K和647K。讨论了Co元素的添加对Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)合金结构变化的影响。     

Ti元素的添加对Zr基合金的非晶形成能力及热稳定性的影响

在水冷铜坩埚中采用铜型吸铸法制备成直径为3mm的Zr65-xCu17.5Ni10Al7.5Ti(xx=1,2,3,4,5)合金圆棒。采用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)对Zr基合金的非晶形成能力、结构变化及热稳定性进行研究。结果表明:当x=2时合金为完全非晶组织,此时非晶具有较高的热稳定性和非晶形成能力(Trg=0.64934,ΔTx=35);随着Ti含量的增加(x=2,3,4,5时)合金为完全非晶相,非晶的形成能力和热稳定性降低。而且Ti的加入也改变了合金中原子间的近程有序和原子排列。     

Nb对Zr基块体非晶合金热稳定性、非晶形成能力及机械性能的影响

利用水冷铜模铸造法成功制备了(Zr70Ni10Cu20)90-xNbxAl10(x=0,2,5,7)块体非晶合金,采用XRD,DSC和DTA研究了Nb对该合金体系热稳定性和非晶合金形成能力(GFA)的影响．结果表明,适量Nb的添加可有效提高该合金的GFA和热稳定性．当Nb含量为x=2时,合金具有最宽的过冷液态区(△Tx=119K)和最大的非晶形成能力(参数γ=Tx／(Tg T1)=0．435),Nb的适量添加也有利于提高块体非晶合金的强度和塑性应变,其中x=2的块体非晶的抗压强度和断裂应变量分别达到1783MPa和11．1％。     

新型块体铁基非晶合金的形成与性能

利用铜模铸造法制备了(Fe100-xCox)74Mo6P10C7.5B2.5(x=0-15)新型块体铁基非晶合金。Fe-Co-Mo-P-C-B系块体非晶合金具有临界直径为4mm的高非晶形成能力,以及维氏硬度为10.6～10.85GPa的高硬度和饱和磁感应强度为0.98～1.07T的优异性能。研究结果表明,非晶合金硬度及饱和磁感应强度都随着Co含量的提高逐渐增加。合金的非晶形成能力则与Co的含量密切相关。适量Co的添加扩大非晶合金的过冷液体区间(ΔTx)及增加γ值,从而提高非晶合金的热稳定性及其非晶形成能力。     

Gd含量对Cu50Zr42Al8非晶形成能力及热稳定性的影响

利用铜模铸造法成功制备了锥形Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0、1、2、3、4、5)块体非晶合金,采用XRD、DSC研究了Gd的添加对该合金体系非晶形成能力(GFA)和热稳定性的影响.结果表明,x=2,4时的合金非晶形成能力最大,非晶合金的临界尺寸为6～7 mm,这也说明适量Gd的添加可以促进非晶的形成能力.加入稀土元素2%Gd后,非晶合金具有最好的热稳定性(ATx=69K),但随着Gd含量的增加,过冷液相区△Tx逐渐减小.本实验中,约化玻璃转变温度Trg和参数γ不是十分的吻合,而具有相对小的△Tx值的合金却有着相对大的非晶形成能力,这意味着非晶合金的非晶形成能力与其热稳定性没有必然的联系.     

Fe-Dy-B-M(M=Nb,Ti)块体非晶合金玻璃形成能力及其磁性能的研究

采用水冷铜模吸铸法制备了一系列直径为2mm的(Fe72Dy6B22)1-xNbx(x=0.02,0.03,0.04,0.05)和(Fe72Dy6B22)1-xTix(x=0.01,0.02,0.03,0.04)非晶合金棒,并测试了块体非晶合金的结构、热稳定性和软磁性能。结果表明:一定量的Nb、Ti的添加有助于改善合金的热稳定性和非晶形成能力。其中(Fe72Dy6B22)0.96Nb0.04的过冷液相区宽度ΔTx高达58℃,饱和磁感应强度为75.2 emu/g,该合金同时具有较大的热稳定性、较强的玻璃形成能力和较好的软磁性能。     

半固态处理对(Zr_(0.60)Ni_(0.22)Al_(0.18))_(96)Fe_4合金非晶形成能力和力学性能的影响

将Fe元素添加到Zr-Ni-Al合金体系中,采用铜模吸铸法在不同电压下制备出直径为3 mm的(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4圆棒合金试样。采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、微机控制电子式万能试验机和显微硬度计等设备测试了半固态处理对(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4块体非晶合金的非晶形成能力和力学性能的影响。结果表明,10 kV吸铸的(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4试样为完全非晶结构,合金具有较强的非晶形成能力,其过冷液相区宽度ΔTx可以达到78 K,约化玻璃转变温度Trg(Trg=Tg/Tm)可达0.632;电压8 kV时吸铸制得的(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4合金由非晶主相和少量FeZr2晶体相组成,其断裂强度σf为2 077 MPa,显微硬度为720 HV,塑性应变量εp为1.7%;随吸铸电压适量降低,7 kV吸铸时,合金仍为非晶/晶体复合材料,但晶体相份额增多,合金的强度和硬度提高。     

放电等离子烧结法制备Fe_(74)Al_4Sn_2(PSiBC)_(20)块体非晶合金磁粉芯

利用真空单辊急冷法和球磨法分别制备出Fe74Al4Sn2(PSiBC)20非晶合金带材和非晶合金粉末。并利用放电等离子烧结法(SPS)制备出14 mm×6 mm×2 mm的Fe74Al4Sn2(PSiBC)20块体非晶合金磁粉芯,测试了Fe74Al4Sn2(PSiBC)20块体非晶合金磁粉芯(40匝绕线)在1 kHz~1 MHz,0~1 A直流偏流下的磁性能。结果表明:Fe74Al4Sn2(PSiBC)20块体非晶合金磁粉芯具有较好的抗直流偏流性能和较高的磁导率。较低的价格、较好的成型性和良好的软磁性能使Fe74Al4Sn2(PSiBC)20块体非晶合金磁粉芯具有良好的应用前景。     

Fe72-xNd7B21Nbx(x=0~4.0)块体合金晶化过程和磁性能的研究

采用铜模吸铸法制备了直径为2mm的Fe_(72-x)Nd_7B_(21)Nb_x(x=0~4.0)块体合金,利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)和多功能物理性质测量系统(PPMS)研究了Nb含量对该体系合金非晶形成能力、晶化行为及磁性能的影响。结果表明:适当的添加Nb有助于提高该体系合金的非晶形成能力,当Nb含量为2.0at%,2.2at%和2.5at%时,可以获得基本为非晶结构的块体合金。Nb含量对该体系合金的晶化行为有着重要影响,Nb含量为2.5at%的合金在晶化过程中能有效抑制非磁性相的析出,增强了晶粒间的交换耦合作用,使得其剩磁得到明显的提高,具有最佳的综合磁性能:B_r=0.63T,H_(ci)=448.97kA/m,(BH)_(max)=36.32kJ/m~3。     

Fe69Co8Nb7-xVxB15Cu1非晶条带热稳定性与软磁性能研究

基于Slater-Pauling曲线,运用"元素替代"成分设计法则,通过单辊旋淬工艺成功制备出Fe69Co8Nb7-xVxB15Cu1(x=0,2,5,7)非晶合金条带。利用XRD、TEM和DSC对合金系的非晶形成能力、热稳定性进行研究,并通过PPMS和B-H磁滞回线仪研究合金系的软磁性能。结果表明:随着V含量的增加,合金系的非晶形成能力、热稳定性和矫顽力逐渐降低,而饱和磁感应强度、居里温度逐渐增高;当x=2时非晶合金具有最宽两次晶化温度区间,热处理温区宽达225.9℃;当x=7时非晶合金具有最佳高温软磁性能,其饱和磁感应强度为0.96 T,矫顽力仅为8.95 A/m,而居里温度高达TC=349.42℃。     

Nd对Mg65Cu22Ni3Y10非晶形成能力及热稳定性的影响

利用楔形铜模铸造法成功制备了Mg65Cu22Ni3Y10-xNdx(x=0、2、4、5、6、8)块体非晶合金,采用XRD、DSC研究了Nd对该合金体系热稳定性和非晶形成能力(GFA)的影响。结果表明,当x=2、4时,Nd的添加可有效提高该合金的GFA和热稳定性;当Nd含量为2%(摩尔分数)时,合金具有最高的过冷液相区(ΔTx=61.5K)及最好的热稳定性;当x=5时,尽管过冷液相区(ΔTx=48.5K)最窄,但此时合金具有最强的非晶形成能力(Trg=Tg/Tl=0.568)和临界厚度(δmax=3.8mm);随着Nd的进一步增加(x>5),合金的玻璃形成能力降低。     

Gd的添加对Cu基块体非晶玻璃形成能力、热稳定性及压缩性能的影响(英文)

为研究铜基块体非晶的塑性以及稀土元素对其力学性能的影响,采用悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了直径为3mm、成分为Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0,2,4)的合金圆棒。利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)分别对合金的结构和热稳定性进行了测定。并通过对试样压缩性能测试以及断口形貌的观察,研究了添加稀土元素Gd对Cu基块体非晶的力学性能及断裂行为的影响。结果表明:Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0,2,4)合金圆棒的结构为明显的非晶相,试样具有较高的热稳定性和较好的玻璃形成能力。随着稀土元素Gd含量的增加,Cu基块体非晶的脆性逐渐增强。断裂方式均为脆性断裂。     

Fe78-2xCrxMoxSn2P10Si4B4C2(x＝2,4)块体非晶合金的制备和性能

本文用铜模上吸铸法制备Fe78-2xCrxMoxSn2P10Si4B4C2(x=2，4，原子百分比)块体非晶合金系列，制备出直径达2．5mm的Fe74Cr2Mo2Sn2P10Si4B4C2非晶合金棒材和直径达2mm的Fe74Cr2Mo2Sn2P10Si4B4C2非晶合金棒材。发现Fe74Cr2Mo2Sn2P10Si4B4C2具有32K的超冷液相区和高达0．61的约化玻璃转变温度，具有很强的玻璃形成能力。当x=2和x=4时非晶合金的居里温度分别为538K和455K，饱和磁感应强度分别为1．06T和0．71T。     

Gd的添加对Cu基块体非晶玻璃形成能力、热稳定性及压缩性能的影响(英文)EI北大核心CSCD

为研究铜基块体非晶的塑性以及稀土元素对其力学性能的影响,采用悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了直径为3mm、成分为Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0,2,4)的合金圆棒。利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)分别对合金的结构和热稳定性进行了测定。并通过对试样压缩性能测试以及断口形貌的观察,研究了添加稀土元素Gd对Cu基块体非晶的力学性能及断裂行为的影响。结果表明:Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0,2,4)合金圆棒的结构为明显的非晶相,试样具有较高的热稳定性和较好的玻璃形成能力。随着稀土元素Gd含量的增加,Cu基块体非晶的脆性逐渐增强。断裂方式均为脆性断裂。     

(Fe-Ni)-B-Y-Nb块体非晶合金的磁性能研究

选择Fe-B-Y作为基础的三元合金系,选择最密堆的CN10 Archimedes八面体反棱柱Fe8B3作为基本团簇,Y作为胶粘原子,3at%Nb作为微合金化元素,形成四元合金:(Fe8B3-Y)97-Nb3,以不同含量的Ni替换Fe,形成五元合金:[(Fe1-xNix)8B3-Y]97-Nb3(x=6、14、22、30),用吸铸法制备出直径为2 mm的块体非晶合金。结果表明,在4个非晶合金成分中,当x=6时,合金具有最高的玻璃形成能力,同时具有最好的软磁性能:饱和磁感应强度为87.7 emu/g,矫顽力为7 Oe。     

添加微量Fe对Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块体金属玻璃非晶形成能力和力学性能的影响(英文)

通过磁悬浮熔炼和铜模吸铸法制备直径3mm的(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)100-xFex(x=0,1,2,3,4)合金试样,研究Fe元素的微量添加对Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃非晶形成能力和力学性能的影响。研究表明,合理添加Fe元素(不超过3%,摩尔分数)导致约化玻璃转变温度Trg(=Tg/Tl)和参数γ(=Tx/(Tg+Tl))增大,因而其非晶形成能力增大,但添加过量的Fe元素(4%)会导致其非晶形成能力的降低。添加Fe元素也会显著地改善Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃的压缩塑性及提高其压缩断裂强度,当Fe元素的添加量为2%时,直径3mm、长度6mm的试样在压缩时出现一定的塑性及加工硬化现象。Fe元素添加量为4%形成的金属玻璃基复合材料,同样也显示良好的压缩塑性和高的压缩断裂强度。     

Zr-Al-Co-Er-Cu系块体非晶合金的形成及其力学性能和腐蚀行为

制备了具有高非晶形成能力的Zr-Al-Co-Er-Cu系非晶块体合金,并研究了Cu元素对Zr-Al-Co-Er块体非晶合金的形成、力学性能和腐蚀行为的影响。研究表明以适量的Cu元素替代Zr-Al-Co-Er合金的Co元素有利于非晶形成能力的提高和力学性能的改善。其中,Zr49Al20Co23Er6Cu2非晶合金的临界直径达6mm,压缩断裂强度达到1950MPa,表现出1.4%的塑性变形。Zr49Al20Co25-xEr6Cux(x=0～8at%)非晶合金在1mol/LH2SO4、3%NaCl(质量分数,下同)溶液中的均发生自钝化,并且具有较低的钝化电流密度。Cu含量的变化对Zr-Al-Co-Er-Cu非晶合金的腐蚀行为没有明显影响。