元素Tb对(Fe,Co)-B-Si-Nb块体非晶形成及磁性能的影响

用铜模吸铸工艺制备了[(Fe0.5Co0.5)0.72B0.192Si0.048 Nb0.04]100-xTbx和[(FeyCo1-y)0.72B0.192Si0.048Nb0.04]98Tb2块体非晶合金,并用XRD、DSC、振动样品磁强计(VSM)测试和分析了微量稀土元素Tb和不同Fe与Co比例对(Fe,Co)-B-Si-Nh体系玻璃形成能力、热稳定性及软磁性能的影响.试验表明,添加2 at%的Tb,提高了合金的非晶热稳定性和形成能力,制得的非晶合金棒的直径从φ2mm增加到φ3 mm,但饱和磁化强度下降;[(FeyCo1-y)0.72B0.192Si0.048Nb0.04]98Tb2合金随Fe与co比例从5:5增加至7:3时,合金的非晶形成能力呈下降趋势,但均能形成直径为φ2 mm的非晶棒,而其热稳定性和饱和磁化强度随铁含量的增大而提高.     

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.     

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。     

Fe-B-Si-Nb块体非晶合金的成分设计与优化

利用"团簇加连接原子"模型设计和优化具有高形成能力的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金.以源于Fe-B二元共晶相的Fe_2B局域结构为基础,结合电子浓度判据,构建Fe-B二元理想非晶团簇式[B-B_2Fe_8]Fe;考虑到原子间混合焓的大小,选择Si和Nb原子分别替代[B-B_2Fe_8]团簇的中心原子B和壳层原子Fe,得到[Si-B_2Fe_(8-x)Nb_x]Fe系列四元非晶成分.结果表明,[Si-B_2Fe_(8-x)Nb_x]Fe团簇式在x=0.2~1.2成分处均可形成块体非晶合金,其中在x=0.4~0.5的成分区间内均可形成临界尺寸为2.5 mm的块体非晶合金.考虑到原子半径的大小,鉴于增加Nb的同时降低Si的含量可维持[Si-B_2Fe7.6Nb0.4]Fe非晶团簇结构的拓扑密堆性,由此得到另一系列[(Si1-yBy)-B_2Fe_(8-x)Nb_x]Fe团簇式成分.结果表明,在(x=0.5,y=0.05)~(x=0.9,y=0.25)成分区间内均可通过Cu模铸造法获得直径为2.5 mm的块体非晶.新设计获得的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金具有优良的室温软磁性能和力学性能,其中[Si-B_2Fe_(8-x)Nb_x]Fe(x=0.2~0.6)非晶合金的饱和磁化强度为1.14~1.46 T,矫顽力为1.6~6.7 A/m;[(Si_(0.95)B_(0.05))-B_2Fe_(7.5)Nb_(0.5)]Fe块体非晶合金的室温压缩断裂强度达4220 MPa,塑性形变约为0.5%.     

高Fe含量Fe-B-Si-Hf块体非晶合金的结构-性能关联

以具有最佳非晶形成能力的新型Fe-B-Si-Hf四元块体非晶合金团簇式成分[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe(Fe_(72.5)B_(16.7)Si_(8.3)Hf_(2.5))为基础,通过添加Fe原子获得了[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe+Fex(x=0、1.5、2、2.5和3,原子个数)系列高Fe含量的Fe-B-Si-Hf四元合金成分。液态急冷、热分析和磁性测量结果表明,随着Fe原子数量的增加,非晶合金的形成能力逐渐降低,形成棒状块体非晶样品的临界尺寸由x=0时的2.5 mm降低到x=2时的1 mm。非晶样品的玻璃态转变温度、晶化温度和Curie温度随Fe原子数量的增加也整体上表现为降低的趋势。该系列非晶样品软磁性能优异,其中[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe+Fe_2(Fe_(76.4)B_(14.3)Si_(7.1)Hf_(2.2))块体非晶合金的饱和磁化强度和矫顽力分别为1.58 T和2.8 A/m。为建立高Fe含量Fe-B-Si-Hf非晶合金的结构-性能关联,构建了{[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]+[Fe-Fe_(14)]_(x/15)}Fe非晶合金的"双团簇"微观结构模型。结果表明,源于a-Fe的[Fe-Fe_(14)]团簇的数量在Fe-B-Si-Hf四元非晶合金的性能变化中起决定作用。     

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.     

Fe_(67-x)Nb_5B_(28)Cu_x合金的非晶形成能力、热稳定性和电阻率研究

采用单辊甩带法制备了Fe_(67-x)Nb_5B_(28)Cu_x(x=0.5、1.0、2.0,摩尔分数)非晶合金,利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和四探针测试仪研究了Cu含量对合金热稳定性和电阻率的影响。结果发现,Fe基非晶合金的晶化过程与合金中的Cu含量有关,随着Cu含量的增加,合金的非晶形成能力和热稳定性降低。Fe_(66.5)Nb_5B_(28)Cu_(0.5)合金具有大的非晶形成能力以及高热稳定性,其过冷液相区宽度和晶化起始温度分别为39和929K。Fe_(67-x)Nb_5B_(28)Cu_x非晶合金的电阻率为119～138μΩ·cm,合金电阻率随Cu含量的变化规律与非晶形成能力(GFA)一致。     

Cr,Cu,Co对Fe—Si—B非晶合金磁致伸缩系数的影响

本文报道了Fe_(80-x)Cr_xSi_5B_(15),Fe_(80-x)Cr_xC_5B_(15),Fe_(80-x)Cu_xSi_5B_(15)和(Fe_(1-x)Co_x)_(32)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)四系列非晶合金在室温下的饱和磁致伸缩系数λs随成分x的变化关系,讨论了C,Si,Cr,Cu,Co原子对磁致伸缩系数的影响。发现少量Cu,Co的加入大大提高了非晶合金的λs。特别是(Fe_(1-x)Co_x)_(82)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)系列中当x=0.02时峰值λs=70×10~(-6)。     

磁场退火对纳米晶合金软磁性能的影响

利用真空退火,将非晶合金纳米晶化,并通过XRD试验手段验证了其纳米晶结构,研究了磁场退火对纳米晶合金软磁性能的影响。研究表明,在外加磁场条件下,对Fe_(74.5)Cu_1Nb_2Si_(13.5)B_9、(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Ni_(25)(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(48.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9纳米晶合金进行二次热处理,可以不同程度地减小合金的饱和磁致伸缩程度。然而,磁场退火后纳米晶合金在较低温度下的初始磁导率出现了不同程度的降低,原因可以归结为:在磁场退火的过程中,感生出的单轴各向异性增加了合金总的各项异性。     

Fe_(80)Si_(8.5)B_xP_(9.5-x)Cu_2非晶形成能力与磁性能研究

铁基非晶拥有优异的软磁性能,B元素的加入对非晶合金具有重要意义。结果表明:Fe_(80)Si_(8.5)B_xP_(9.5-x)Cu_2(x=0,1,3,6,8)中随B元素含量的增加,其非晶形成能力增加,热稳定性增加。同时也提高了Fe_(80)Si_(8.5)B_xP_(9.5-x)Cu_2非晶合金的软磁性能,当x=8时,其饱和磁化强度(M_s)达234.94emu/g,磁矫顽力为20.7Oe。     

镍含量对激光熔覆镍-铁基涂层结构与性能的影响

采用侧向同步送粉,激光熔覆+重熔的方式在低碳钢表面制备了两种Ni–Fe–Si–B–Nb合金涂层,化学成分分别为(Ni0.5Fe0.5)62Si18B18Nb2(原子数分数x/%)和(Ni0.6Fe0.4)62Si18B18Nb2(x/%)。探讨Ni含量变化对涂层物相组成、显微组织及其性能的影响。试验结果表明,当Ni和Fe的比为1:1时,涂层重熔层物相分析表现为非晶特征的漫散射峰,微观组织由等轴晶+非晶构成,而当Ni和Fe的比为3:2时,涂层重熔层物相分析无漫散射峰形成,微观组织为树枝晶。同时树枝晶组织的显微硬度值较低,这和涂层内部形成的奥氏体较多,而且无Fe2B相和非晶相生成有关。     

铁基金属玻璃作为互感器铁芯的工作特性

互感器铁芯的性能决定着互感器工作的性能。研究了Fe36Co36B20Si4Nb4铁基环状金属玻璃作为互感器铁芯材料的工作特性,即频率、励磁电流与感应电压之间的关系;磁导率与输入频率之间的关系,并采用互感方法测量了铁基金属玻璃Fe36Co36B20Si4Nb4作为互感器铁芯的有效磁导率。     

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     

APPROACH TO TRANSITION OF NON-CRYSTALLINE METAL GLASSES WITH AID OF METHOD OF POLYMER TRANSITION RESEARCH

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。     

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。     

Solidification behavior,glass forming ability and thermal characteristics of soft magnetic Fe–Co–B–Si–Nb–Cu bulk amorphous alloys

The effect of varying Cu content on the bulk glass forming ability (GFA) of (Fe_0.36Co_0.36B_0.192Si_0.048Nb_0.04)_100?XCu_X alloys (X = 0, 0.5, 0.75 and 1.0) is revealed by investigating the thermal behaviors and phase competitions upon solidification. The changes in GFA are interpreted in terms of suppression of consecutive solidification reactions via microstructural and thermal features. Instead of the type of the primary crystallization product originating from the prevalent atomic order in the glass or supercooled liquid, precipitation of faceted binary and higher-order pro-eutectic compounds such as (Fe,Co)₂B and (Fe,Co)NbB from the alloy melt and resulting skewed eutectic coupled zone are correlated with the observed GFA. With the employed centrifugal casting method, the (Fe_0.36Co_0.36B_0.192Si_0.048Nb_0.04)_99.25Cu_0.75 alloy shows the largest critical thickness of 3 mm and the best soft magnetic properties such as 1.58 T saturation magnetization intensity and 11.7 A/m coercivity after annealing.     

含Fe和Mn的Ni_(30)Cu_(70)固溶体团簇模型与耐蚀性研究

提出了一个极限田溶体合金的团簇模型,在此基础上优化设计了添加Fe和Mn的Ni_(30)Cu_(70)(原子分数,%)固溶体合金成分.在该模型中,固溶的Fe和Mn以Ni为第一近邻形成12配位立方八面体原子团簇(Fe_(1-x)Mn_x)Ni_(12)而分散到Cu基体中,因此极限固溶体合金成分为[M_1/_(13)Ni_(12)/_(13)]30Cu_(70)=[(Fe_(1-x)Mn_xNi_(12)]Cua_(30.3),M=(Fe_(1-x)Mn_x).采用X射线衍射和电化学腐蚀测试等方法,研究了[(Fe_(1-x)Mn_x)Ni_(12)]Cu_(30.3)合金的微观组织与耐腐蚀性能的关系.实验结果表明,对应于极限同溶体状念的[(Fe_(0.75)Mn_(0.25))Ni_(12)]Cua_(30.3)合金,在3.5%NaCl溶液中具有相对好的耐腐蚀性能.     

EFFECT OF Cr,Cu AND Co ON MAGNETOSTRICTION OF Fe-Si-B AMORPHOUS ALLOYS

The dependence of composition varied,especially C,Si,Cr,Cu and Co in four amorphousalloy systems Fe_(80-x)Cr_xSi_5B_(15).Fe_(80-x)Cr_xC_5B_(15).Fe_(80-x)Cu_xSi_5B_(15)and(Fe_(1-x)Co_x)_(82)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)upon their saturation magnetostriction at room temperature hasbeen studied.It was observed that the saturation magnetostriction of the alloys may be re-markably improved by small addition of Cu and Co.the peak value being up to 70×10~(-6)asx=0.02 in alloys(Fe_(1-x)Co_x)_(82)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2).