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.     

退火温度对(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(78.4)Si_9B_9Nb_(2.6)Cu_1软磁合金高频磁性的影响

研究了不同退火温度对(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(78.4)Si_9B_9Nb_(2.6)Cu_1纳米晶软磁合金结构和高频磁性的影响。结果表明,在初始晶化温度455℃以上退火,在非晶基体中析出α—FeCo相。随着退火温度的升高,开始出现有序的(Fe,Co)_3Si。当退火温度高于620℃时,出现硼化物硬磁相。490℃退火后合金的初始磁导率最高可达23000,晶粒尺度为19.4 nm。在490~610℃退火,随退火温度的提高,合金复数磁导率下降,但截止使用频率提高。实验观察到该合金的磁谱曲线为驰豫型,截止使用频率f_r为3.14~5.64 MHz,明显高于Fe基纳米晶软磁合金。     

Finemet型纳米晶软磁合金的双团簇特征与成分优化

基于Finemet合金的成分及其非晶前驱体的晶化特征,提出了Finemet型合金的"双团簇"结构模型和团簇式成分,即Finemet合金的非晶前驱体可看作由2类团簇结构构成:一种为基于a-Fe(Si)有序固溶体(例如Fe_3Si相)的[Si-Fe_(14)](Cu_(1/13)Si_(12/13))_3弱稳定团簇结构;另一种为对应于Fe-B-Si-Nb系块体非晶合金的[(Si,B)-B_2(Fe,Nb)_8]Fe强稳定团簇结构。将2种团簇成分式按等比例混合,设计并制备了多个新成分合金。热分析和磁性测量结果表明,所有成分的非晶样品均显示多峰晶化特征,其中,[(Si_(0.8)B_(0.2))-B_2Fe_(7.2)Nb_(0.8)]Fe+[Si-Fe_(14)](Cu_(1/13)Si_(12/13))_3(即Fe_(74)B_(7.33)Si_(15.23)Nb_(2.67)Cu_(0.77))非晶两晶化峰的峰间距(ΔT_p=T_(p2)-T_(p1))最大,约为192 K。该非晶样品在813 K等温退火60 min后获得典型的纳米晶/非晶复相结构,其饱和磁化强度B_s约为1.26 T,矫顽力H_c约为0.5 A/m,1 k Hz下的有效磁导率m_e约为8.5×10~5。新成分纳米晶合金的综合软磁性能均优于典型成分为Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Cu_1Nb_3的已有Finemet纳米晶合金。     

非晶合金条带Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9的晶化动力学研究（英文）

采用差式扫描量热方法进行热分析实验,研究不同加热速率下非晶合金条带Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9的晶化动力学特性。DSC曲线的晶化温度和晶化峰值温度随着加热速率的增高而向高温方向迁移,说明合金的晶化过程表现出明显的动力学特性。建立基辛格模型,拟合动力学模型函数对结晶率的实验曲线,可以获得动力学参数值,得出晶化激活能的数值为2.89 e V。研究表明:对于Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9合金,采用经验的双参数Sestak-Berggre模型能更加定量描述其晶化过程,而Johnson-Mehl-Avrami模型适宜在较低加热速率下描述。     

晶化对CoFeBSiNb非晶合金组织及磁性能的影响

采用铜模吸铸法制备直径为2 mm的Co_(47.6)Fe_(20.4)B_(21.9)Si_(5.1)Nb_5非晶合金。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)和显微硬度计研究了晶化对合金相结构、磁性能及显微硬度的影响。结果表明:Co_(47.6)Fe_(20.4)B_(21.9)Si_(5.1)Nb_5非晶合金退火后的晶化过程为非晶相→非晶相+Fe_(23)B_6相→Fe_2B+Fe_3Si+Co_7Fe_3+未知相。该合金的饱和磁化强度随退火温度的升高先降后升,在1123 K退火后最高达到93.14 A·m~2·kg~(-1)。合金晶化后具有极高的显微硬度,在1073 K退火后显微硬度高达1721 HV。     

Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Nb_3Cu_1纳米晶合金的粘度特征

研究了Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Nb_3Cu_1纳米晶合金高温下的粘度随温度的演化规律,发现其在1 400℃附近存在一个不可逆结构转变。在1 350℃之前升降温,则粘度曲线完全可逆。而在不同温度下进行弛豫,则温度越高,达到平衡所需要的时间越短,证实了结构转变的存在。据此对熔体进行不同温度的过热处理发现,过热有助于细化组织结构。这为纳米晶合金熔体认知及带材制备提供了理论参考。     

EFFECT OF ROTATING MAGNETIC FIELD ANNEALING ON INDUCED ANISOTROPY OF AMORPHOUS ALLOYS

研究了旋转磁场退火对非晶态合金Fe_4Co_(66)Ni_2T工_2Si_(10)B_(16),Fe_5Co_(70)Si_(15)B_(10)及Fe_(40)Ni_(40)B_(20)的磁各向异性的影响。用磁转矩方法测定了在不同旋转速率的磁场作用下合金中感生磁各向异性在等温退火(260—280℃)过程中的变化。实验结果指出,在旋转磁场退火过程中,原存于试样中的感生磁各向异性K_u值随退火时间单调下降,其下降曲线和磁场的旋转速率无关;而由旋转磁场退火所感生的磁各向异性,在一般实际条件下,可以忽略不计.这个实验结果可以成功地用本文提出的理论进行解释.     

旋转磁场退火对非晶态合金中感生磁各向异性的影响

研究了旋转磁场退火对非晶态合金Fe_4Co_(66)Ni_2T工_2Si_(10)B_(16),Fe_5Co_(70)Si_(15)B_(10)及Fe_(40)Ni_(40)B_(20)的磁各向异性的影响。用磁转矩方法测定了在不同旋转速率的磁场作用下合金中感生磁各向异性在等温退火(260—280℃)过程中的变化。实验结果指出,在旋转磁场退火过程中,原存于试样中的感生磁各向异性K_u值随退火时间单调下降,其下降曲线和磁场的旋转速率无关;而由旋转磁场退火所感生的磁各向异性,在一般实际条件下,可以忽略不计.这个实验结果可以成功地用本文提出的理论进行解释.     

深过冷Ni基六元合金的孪晶生长

采用熔融玻璃自分离净化工艺,使得合金(Ni_(0.53)Fe_(0.33)Co_(0.14))_(73)B_(17)Si_8Nb_2获取深过冷观察到孪晶生长方式的凝固特征通过相成分及组织结构和形貌的分析,并结合深过冷液态合金凝固过程的特点,对孪晶的形成和长大机理作了初步的探讨     

退火温度与时间对Co46Fe20B23.5Si4.5Nb6非晶合金软磁性能的影响

采用铜模吸铸法成功制备了直径为1 mm的Co_(46)Fe_(20)B_(23.5)Si_(4.5)Nb_6非晶棒材,随后在570～800℃对该非晶合金进行等温退火处理,研究退火温度及时间对其晶化行为及软磁性能的影响。结果表明:Co_(46)Fe_(20)B_(23.5)Si_(4.5)Nb_6非晶合金的玻璃转化温度(T_g)为582.95℃,第一次晶化温度为(T_x)为636.53℃,过冷液相区(ΔT)为53.58℃。铸态Co_(46)Fe_(20)B_(23.5)Si_(4.5)Nb_6非晶合金具有良好的软磁性能,其饱和磁化强度为74.82 emu/g,矫顽力为3.34 G。经过570℃或620℃退火,非晶合金的软磁性能得到明显提高,其中在620℃退火保温5 min后合金得到最大的饱和磁化强度(79.51 emu/g)和最小的矫顽力(1.02 G),具有最优的软磁性能。     

微量稀土Dy及Fe/Co比例对FeCoBSiNb块体非晶合金玻璃形成能力和磁性能的影响

采用铜模吸铸工艺成功制备了一系列的[(Fe_xCo_(1-x))_(0.72)B_(0.192)Si_(0.048)Nb_(0.04)]_(100-y)Dy_y(x=0.5,0.6,0.7,0.8,0.9;y= 0,1,2,3)块体非晶合金,并采用X射线衍射仪(XRD)、示差扫描量热分析仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)测试块体非晶合金的结构、热稳定性和软磁性能;分析了稀土元素Dy以及不同Fe/Co比例对FeCoBSiNb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:添加2at%的Dy后,合金的非晶形成能力提高,可制备出φ3mm的[(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(0.72)B_(0.192)Si_(0.048)Nb_(0.04)]_(98)Dy_2非晶合金棒,但合金饱和磁化强度(M_s)下降;[(Fe_xCo_(1-x))_(0.72)B_(0.192)Si_(0.04)8Nb_(0.04)]_(98)Dy_2非晶合金随Fe/Co比例从5∶5增加至8∶2时,均能形成φ2 mm的非晶棒,但合金的非晶形成能力呈下降趋势,而其饱和磁化强度随铁含量的增大而提高。     

Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金薄膜压磁效应的特征及负压磁效应（英文）

以Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金薄膜作为研究对象,研究了其压磁效应的特征及其负压磁效应现象。结果表明,淬态下的Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金薄膜在0～0.66 kPa压力带具有显著的正压磁效应,随着压应力增大,薄膜电感值下降。当压应力σ=0.66 kPa时,压磁效应值SI达到5.5%;环境温度对压磁效应灵敏度有影响,在20～30℃范围内,压磁效应和灵敏度稳定性最好,随着环境温度升高,薄膜灵敏度和压磁效应值均降低;薄膜经过退火处理后,薄膜内应力状态会发生变化,当退火温度≥350℃时,薄膜的压磁效应类型由"正压磁效应"转变为"负压磁效应",且随着薄膜中内应力降低,|SI|值下降,且薄膜的压磁效应受环境温度影响减小。当退火温度为555℃,σ=0.44 kPa时,|SI|值仅为0.59%;当退火温度达到薄膜的晶化温度时,薄膜的压磁效应受环境温度影响最小。     

Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8非晶纳米晶合金微观结构的研究

对采用单辊快淬法制备Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8非晶纳米晶合金薄带在不同温度下进行退火处理。利用X射线衍射仪和扫描电镜研究合金的微观结构。结果表明:Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8合金的自由面存在α-Fe相(200)晶面择优取向;随着退火温度的升高,Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8合金自由面和贴辊面α-Fe相的平均晶粒尺寸变化比较复杂。     

Mo含量对Fe_(40)Co_(40)Zr_((10-x))Mo_xB_9Cu_1(x=0,2,4)合金的微观结构,热性能和磁性能的影响

采用单辊快淬法制备Fe_(40)Co_(40)Zr_((10-x))Mo_xB_9Cu_1(x=0,2,4)系非晶合金,并对3种合金进行不同温度热处理。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、差热分析仪(DTA)和振动样品磁强计(VSM)对合金的微观结构、热性能和磁性能进行测试分析。结果表明:Fe_(40)Co_(40)Zr_((10-x))Mo_xB_9Cu_1(x=0,2,4)3种合金第1个晶化峰的激活能随Mo含量的增加而减小,Mo的添加不利于合金的热稳定性。Mo含量的增加抑制了ZrCo_3B_2等化合物的析出,细化了结晶相的晶粒尺寸。Fe_(40)Co_(40)Zr_((10-x))Mo_xB_9Cu_1(x=0,2,4)3种非晶合金的矫顽力Hc均随退火温度的升高而逐渐增大。Mo的添加明显降低了合金的矫顽力。     

具有优良磁性能的新型铁基微晶合金的研究

本文报道三种新型铁基微晶合金Fe_(73)Cu_(1.2)Nb_(3.2)Si_(12.5)B_(10)(合金1),Fe_(73.1)Cu_1Nb_(1.5)Si_(1.25)B_(10)(合金2)及Fe_(73)Cu_1Zr_3C_(0.5)Si_(12.5)B_(10)(合金3),它们具有μ'_i≥5×10~4的高相对起始磁导率、Hc≤1.0A/m的低矫顽力、在相当宽频率范围内的高有效磁导率、低铁芯损耗和窄脉冲条件下的高脉冲磁导率。在f=1kHz和H_m=0.4A/m条件下,相对有效磁导率μ’_5的最佳值为16×10~4,超过了Yoshizawa报道的μ’_5=10×10~4。最佳铁损值为P_(5/50k)=57.9W/kg、P_(2/100k)=30.2W/kg和P_(3/100k)=68W/kg,也超过了Yoshizawa报道的P_(2/100k)=38.9W/kg。这些合金都具有优良的磁性稳定性;在130℃下保温216h后起始磁导率不变,合金的主晶相是Fe_(75+y)Si_(25-y)型有序固溶体,晶粒的平均直径为10～20nm。     

三种新型纳米晶软磁合金的磁性能

本文报道新型Fe_72.7，Ct_0.5Nb_2V_1.8B_10、、Fe_72Cu_1Nb_2V_1．5Mn_0.5Si_13B_10和Fe_72.8Cu_1Nb_1.5W_1.7Si_1.B_10综合磁性能。直流起始磁导率U1平依认为11．2×104、9．5×10_4和9．I×10_4对应H＝0．08A／m和f=0．1且及五MHz的有效磁导率Ue的水平依次分别为2．8×10_4,0．42×10_42．5×10_4，0．35×10_4和2．35×10_4，0．38×10_4。高频铁损水平：PZ／200k依次为664，922和1000kw／m_3。／500k依次为3349、4291和5068kw／m_3；P0.55／1000k依次为720、960t和1108kW／m_3，这些都可与Fe－Cu－NbSi-B类纳米晶合金的相比，但六大优于优良的Mn－Zn钱氧体H_7，C4的水平。     

Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金的晶化动力学

用差热分析(DTA)结合X射线衍射(XRD),研究了Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金的晶化动力学。结果表明:温度在0～700℃范围内,该合金的晶化相为α-Fe和Fe_2B;α-Fe相晶化表观激活能为452.39kJ/mol,Fe_2B相的晶化表观激活能395.23kJ/mol;两相在晶化初期激活能最小,随晶化量X_c的增加而迅速增大,在α-Fe的体积分数为30％～80％,Fe_2B的体积分数为40％～80％时,呈现极大值。     

Co、Ni添加对FeBYNb块体非晶合金玻璃形成能力和磁性能的影响

采用铜模吸铸工艺成功制备了一系列的(Fe_(1-x-y)Co_yNi_x)_(68.4)B_(23)Y_(4.6)Nb_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)测试块体非晶合金的结构、热稳定性和磁性能.探讨了不同Co、Ni含量对(Fe_(1-x-y)Co_yNi_x)_(68.4)B_(23)Y_(4.6)Nb>.4>系合金玻璃形成能力(GFA)及磁性能的影响.结果表明:合金(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(68.4)B_(23)Y_(4.6)Nb_4、(Fe_xNi_(1-x)_(68.4)B_(23.6)Nb_4(x=0.05、0.1、0.15、0.2)、(Fe_(1-x-y)Co_yNi_x)_(68.4)B_(23)Y_(4.6)Nb_4(x=0.15、0.3、0.45,y=0.1、0.2)均可制得直径为3 mm的非晶棒.该系列合金均具有良好的软磁性能,但随着Co、Ni含最的增加,其饱和磁化强度均下降.     

非晶合金Fe_(80-x)Cu_xSi_5B_(15)和(Fe_(1-y)Co_y)_(82)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)的晶化行为

用X射线衍射、吸收和内转换电子发射Mossbauer谱技术,研究了Fe_(80-x)Cu_xSi_5B_(15)和(Fe_(1-y)Co_y)_(82)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)两系列非晶合金的晶化行为.单辊急冷法制备的非晶带,晶化首先从贴辊面开始,晶化产物为α-Fe相.在Fe_(80)Si_5B_(15)非晶合金中以少量Cu替代Fe可以提高晶化温度.我们的结果表明,过渡金属的含量超过80at.-%,如增加到82at.-%,晶化温度就明显降低.所研究两系列含Si的铁基非晶合金在400—450℃范围内退火2h,都出现α-Fe,Fe_3B和Fe_2B三种晶态相共存状态.退火温度再升高,亚稳相Fe_3B逐渐转变为Fe_2B和α-Fe.     

借用研究高聚物转变的方法研究金属玻璃化转变

对某些金属和类金属按一定比例在高温下熔融混合,并急速冷却,可以得到性能极为特殊的非晶态金属。我们根据高聚物转变理论,用研究高聚物的扭辫仪、线膨胀仪,再结合DSC和X射线衍射仪,对非晶态金属[Fe_(0.1)Ni_(0.35)Co_(0.55)]_(78)Si_8B_(14),[Fle_(0.1)Ni_(0.30)Co_(0.55)Mo_(0.05)]_(78)Si_8B_(14)和[Fe_(0.1)Ni_(0.30)Co_(0.55)Nb_(0.05)]_(78)Si_8B_(14)的玻璃化转变及晶化转变的自由体积、激活能、内耗与热效应等进行了研究,观测到玻璃化温度及晶化温度、玻璃化转变激活能及晶化激活能均与合金元素原子半径有关,转变时的热效应与内耗峰值有一定的对应关系。讨论了玻璃化转变及晶化转变的机理,可供设计非晶态金属时参考。