Nd56Fe30Al10Dy4大块非晶合金晶化过程中磁性及微观结构的研究

采用铜模吸铸法制备Nd56Fe30Al10Dy4大块非晶合金,利用差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了该合金晶化过程中磁性及微观结构的变化。结果表明,铸态下合金表现为明显的硬磁性,在765 K退火后,合金中有少量晶态相产生,内禀矫顽力和饱和磁化强度略有下降。随着退火温度升高,合金中晶态相的相对含量逐渐增加,非晶相的相对含量逐渐减少,饱和磁化强度逐渐降低,但其内禀矫顽力变化不大。810 K退火后,合金完全晶化,铁磁性消失。结合合金的磁性能、微观结构、铁磁交换耦合作用的结果分析,Nd基大块非晶合金的矫顽力来源于合金中非晶相,但非晶相的相对含量却对矫顽力影响不大,这可以用强钉扎机制进行解释。     

大块非晶和部分晶化的Nd—Fe—（Al,B）系合金的硬磁性能

块体非晶态合金可以分为非铁基和铁基两大类 ,如下表所列 ,能制取非晶态最大直径 >5ｍｍ的非铁基(有色金属 )合金系有Ｍｇ Ｌｎ (Ｎｉ,Ｃｕ) ,Ｌｎ Ａｌ (Ｎｉ,Ｃｕ) ,Ｚｒ Ａｌ (Ｎｉ,Ｃｕ) ,含有Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ或Ｐｄ的Ｚｒ Ａｌ (Ｎｉ,Ｃｕ) ,还有Ｚｒ Ｔｉ Ｂｅ Ｎｉ Ｃｕ、Ｐｄ Ｃｕ Ｎｉ Ｐ、Ｐｄ Ｃｕ Ｆｅ Ｐ、Ｔｉ Ｎｉ Ｃｕ Ｓｎ、Ｃｕ Ｚｒ Ｔｉ Ｙ以及Ｃｕ Ｚｒ Ｔｉ Ｂｅ系。另外 ,可形成非晶态最大直径 >2ｍｍ的铁基和钴基合金系 ,主要有Ｆｅ (Ａｌ,Ｇａ) (Ｐ ,Ｃ ,Ｂ) ,含有Ｃｒ、Ｍｏ或Ｎｂ的Ｆｅ (Ａｌ,Ｇａ) (Ｐ ,Ｃ …     

非晶Nd6Fe81B13合金的晶化和磁性

本文研究了非晶Nd_6Fe_(81)B_(13)合金的磁性和晶化及其对样品结构和磁性的影响。讨论了非晶样品的低温磁性和Nd对昌化温度和Curie温度的影响。在873K退火的样品中得到一个新相。     

Fe/Co比对FeCoBSiNb系大块非晶合金晶化行为的影响

采用Kissinger、Ozawa和MKN法研究Fe/Co比例变化对(FexCo1-x)72B19.2Si4.8Nb4系大块非晶合金晶化行为的影响。结果表明,当x在0.3～0.7之间变化时,所制备的直径为2mm的(FexCo1-x)72B19.2Si4.8Nb4系合金棒为完全非晶结构;玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx及晶化峰值温度Tp随加热速率的增大均向高温区移动;用Kissinger法、Ozawa法和MKN法测定的非晶合金激活能结果非常接近,其中Kissinger法和MKN法测得的结果稍大,且都呈现出Ex>Ep>Eg的规律性;随着Fe含量的增加,晶化激活能Ex先增大后减小,而阶段晶化激活能Eo最大值呈下降趋势。     

大块非晶Nd_(60)Fe_(20)Co_(10)Al_(10)合金在晶化过程中磁粘滞行为的研究

通过铜模吸铸法制备出了Nd_(60)Fe_(20)Co_(10)Al_(10)大块非晶合金,研究了该合金在晶化过程中的结构与磁性能,并利用等待时间法研究了其在晶化过程中的磁粘滞行为,结果表明:在453~783 K温度退火时,合金的磁性能变化不大。当退火温度高于783 K时,合金的剩余磁化强度(M_r)、饱和磁化强度(M_s)和矫顽力(_iH_c)的值均急剧降低,在803K退火后,合金完全晶化,铁磁性消失。当合金在703和753 K退火后,合金的激活体积v_a和激活直径Da的数值变化不大,而合金的扰动场H_f则呈现先上升后下降的现象,并且在703 K时达到最大值,这是因为703 K样品中存在的亚稳相造成了扰动场的增加。此外,还讨论了这些微观磁性参数与合金宏观磁性能的关联性。     

晶化对Co43Fe20Ta5.5B31.5非晶合金磁性能的影响

采用单辊甩带法制备了Co43Fe20Ta5.5B31.5非晶合金薄带,利用差热分析、X-射线衍射以及振动样品磁强计研究了等温晶化和非等温晶化条件下晶化对显微组织和磁性能的影响.结果表明,等温晶化时,饱和磁感应强度Ms和矫顽力Hc都随晶化体积分数α的增加而增加.经过928 K保温55 min的晶化处理以后,合金的Ms值由制备态的37.2增加到58.4 A·m2/kg,与此同时矫顽力也由制备态的1.25×79.6 A/m增加到634.45×79.6 A/m.当只有(Co, Fe)21Ta2B6相析出时,Hc和Ms的增加幅度都比较小.随着晶化的进行,当晶体相(Co,Fe)3B2和(Co,Fe)B析出时Hc和Ms都发生突然增高.在非等温晶化条件下,Ms随终止温度的提高而单调增大,但增加幅度很小.Hc随终止晶化温度的提高而变化的幅度较大,并且变化非单调.在第1个晶化峰温度范围之内时,Hc随终止温度升高而提高,但终止温度高于第2个晶化峰结束温度时,矫顽力又急剧下降.终止温度从968 K提高到1153 K时,Ms从61.74增加到67.7 A·m2/kg, 矫顽力由267.6×79.6增加到416.2×79.6 A/m.当终止温度进一步提高到1273 K时,矫顽力又下降为152.2×79.6 A/m.     

铜模吸铸法制备Fe-Nd-Al-B-Dy合金的结构和磁性能

为了进一步改善Fe-Nd-Al-B非晶合金的非晶形成能力和磁性能,研究添加Dy元素对此体系合金的显微结构、磁性能以及晶化行为的影响.利用铜模吸铸法制备厚度为1mm的片状(Fe0.51Nd0.35Al0.10b0.40)100-xDyX(x=0,1,3,6)合金.采用示差扫描量热法(DSC),振动样品磁强计(VSM)和X射线衍射仪(XRD)研究Dy对该系列合金非晶形成能力、磁性能和晶化行为的影响.结果表明,添加少量Dy元素使得合金Fe-Nd-Al-B-Dy的磁性能各项指标大幅度提高,得到较好的硬磁性.然而,当进一步提高Dy含量到6%时,合金呈现顺磁性.Fe-Nd-Al-B-Dy系合金晶化后,磁性能会发生很大转变,其中具有较好硬磁性的(Fe0.51Nd0.35Al0.10B0.04)99Dy1合金在完全晶化后呈现为顺磁性.     

非晶Al-Y-Nd-Ni合金的晶化行为

采用单辊旋淬快速凝固方法制备出Al85Y4Nd4Ni7的薄带合金，对快速凝固合金进行DSC分析和X射线衍射分析并测试了合金显微维氏硬度。结果表明：在激冷态时，合金组织为非晶与过饱和α-Al共存；在310℃退火时，非晶转变为nm级Al晶，同时出现了三元亚稳相AlNiY与AlNdNi；在340℃和400℃退火后，亚稳相并没有完全消失，只是部分地转变为二元平衡相Al3Ni和Al3Nd。材料的硬度值在310℃和340℃退火后几乎一样，都比激冷态明显提高，然而在400℃退火后，材料的硬度值却急剧下降，这是由于晶粒长大造成的.     

Zr60Al15Ni25大块非晶合金晶化行为的原位XRD分析

利用差示扫描量热法(DSC)和原位X射线衍射法(In Situ XRD)研究了Zr<,60>Al<,15>Ni<,25>大块非晶合金的晶化行为.DSC研究结果表明,合金的玻璃转变温度Tg、品化开始温度Tx、晶化峰温度T<,p>分别为407.0℃、482.4℃和496.9℃,过冷液相区△Tx为75.4℃,合金具有良好的热...     

Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金磁性能的研究

采用铜模吸铸法制备出厚度为0.8 mm的片状Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金.利用X射线衍射(XRD),差热分析(DTA)和振动样品磁强计(VSM)研究了Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金在铸态和不同温度退火后的磁性能.结果表明,Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金在铸态下为软磁性.合金晶化退火后,磁性能转变为硬磁性,得到了块状的纳米晶复合永磁材料.合金硬磁性的产生是由于合金晶化后产生了Nd2Fe14B硬磁性相和α-Fe,Fe3B软磁性相,软、硬磁相间产生了较强的交换耦合作用而造成的.这一方法为制备块体纳米晶复合永磁材料提供了一种新的手段.     

(Nd_(0.7)Pr_(0.3))_(60-x)Fe_(30)Al_(10)Cu_x(x=0,1,2,4)大块非晶合金磁性及矫顽力机理

采用铜模吸铸法制备了(Nd0.7Pr0.3)60-x Fe30Al10Cux(x=0,1,2,4)大块非晶合金,利用振动样品磁强计(VSM)研究了该合金的磁性能和磁粘滞行为。结果表明,这几种合金都呈现出较好的硬磁性。随着Cu元素的添加,矫顽力略有增加,但是合金的剩磁却没有变化。利用扫描速率法研究了(Nd0.7Pr0.3)60-x Fe30Al10Cux(x=0,1,2,4)大块非晶合金的磁粘滞行为,得到了这几种合金的相关磁性参数:热扰动场Hf为12.1~15.2 m T,热激活体积va为1.5×10-18~1.9×10-18 cm3。在所研究的合金中都存在明显的铁磁交换耦合作用,同时矫顽力与温度之间的关系符合Gaunt提出的畴壁钉扎模型,合金的硬磁性可能是这两方面共同作用的结果。     

Nd60-xPrxFe30Al10 (x=0, 9, 15)大块非晶合金的磁粘滞性研究

对Nd60-xPrxFe30Al10(x=0,9,15,at%)大块非晶合金的磁粘滞行为进行了研究,进而分析了该类合金的矫顽力产生机理。结果表明:Nd60-xPrxFe30Al10(x=0,9,15)合金在室温均表现为硬磁性,随着Pr元素含量的增加,合金的内禀矫顽力iHc逐渐减小。在合金的不可逆磁化率χirr随外磁场变化的曲线中,均在各自的内禀矫顽力附近出现了明显的峰。Pr元素部分替换Nd元素后,基本不影响合金的磁粘滞变化趋势。当Pr元素含量从0at%增加到15at%时,合金的热涨落场Hf略有减小,从11.1mT减小到9.9mT;激活体积Va由2.6×10-18cm3增加到2.9×10-18cm3;激活直径Da由17.1nm增加到17.7nm。激活直径Da的值与Nd基大块非晶里的纳米晶团簇(cluster)的尺寸相当,这可能是该类合金具有明显硬磁性的原因之一。     

新型块体非晶合金的形成、结构、性能和应用

本文综述了新型块体非晶合金的形成原理、成分设计原则和结构特征，简述了大块非晶合金的性能及应用。     

Nd60Al10Fe20Co10金属玻璃的变形行为

利用材料测试系统(MTS)、X-Ray衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段研究了Nd基大块金属玻璃的变形行为和断裂特征.Nd基大块金属玻璃样品在室温下是脆性断裂,大约在500 K时变形模式从非均匀变形转变为均匀变形,在523 K以上表现出显著的塑性变形.在5×10-4 m/s的应变速率下,这种Nd基大块金属玻璃材料在523 K～600 K之间出现明显的屈服应力下降现象,随后进入1种稳定的粘性流动状态,而且这种屈服下降现象与温度和应变速率有关.这种在过冷液相区的变形行为与其他大块金属玻璃变形特征相似.合金的这种塑性变形行为表明了其存在稳定的过冷液相区,同时对其变形行为的研究有助于进一步了解Nd基大块金属玻璃的反常热稳定性.     

Fe44Co20Nd7Nb4B25大块非晶合金磁性及热稳定性研究

采用铜模吸铸法制备了Fe44Co20Nd7Nb4B25大块非晶合金,利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)和振动样品磁强计(VSM)研究了该合金的结构、非晶形成能力、热稳定性及磁性能.结果表明:该合金为完全非晶结构,在室温下表现为良好的软磁性,并具有较好的非晶形成能力和热稳定性,晶化激活能Ep为642 kJ/mol.退火后该合金表现为硬磁性,退火温度为1003 K时,内禀矫顽力iHc达到最大值,为l164kA/m;退火温度为963 K时,剩余磁感应强度研和最大磁能积(BH)max的值最大,分别为0.27 T和15.79 kJ/m3.     

Nd_(60)Al_(15)Cu_(10)Co_(10)Fe_5大块非晶态合金的制备

采用铜模浇铸法制得直径４．０ｍｍ、长６０ｍｍ圆柱状Ｎｄ６０Ａｌ１５Ｃｕ１０Ｃｏ１０Ｆｅ５大块非晶样品。样品的非晶性经Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）实验检验证实。采用示差扫描热分析（ＤＳＣ）、Ｘ射线衍射分析了非晶合金的晶化过程。Ｎｄ６０Ａｌ１５Ｃｕ１０Ｃｏ１０Ｆｅ５非晶态合金的约化玻璃温度Ｔｒｇ＝０．６０,说明合金有较好的非晶形成能力。采用Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ方法求得非晶态合金的表观晶化激活能。根据熔化焓对Ｎｄ６０Ａｌ１５Ｃｕ１０Ｃｏ１０Ｆｅ５合金深过冷液相与稳定晶相间的吉布斯自由能差进行了估算。结果表明,Ｎｄ６０Ａｌ１５Ｃｕ１０Ｃｏ１０Ｆｅ５合金深过冷液相与稳定晶相间的吉布斯自由能差,ΔＧ,在过冷液相区小于２ｋＪ／ｍｏｌ,表明过冷液相的晶化驱动力很小,过冷液相区内的晶相形核具有较大的热垒。