非晶合金及其复合材料的制备、性能和应用

本文综述了非晶合金的制备、性能和应用研究现状，提出了大块非晶合金领域存在的问题和研究方向。     

稀土元素在非晶合金中的应用

概括了稀土元素在非晶合金中的主要作用,包括脱氧、净化合金液体、提高非晶形成能力、改善软磁性能等.阐述了金属钇、铈、铒、钕、钪等稀土元素分别在铁基、锆基、铝基和镁基等主要非晶合金体系中的应用情况.通过分析稀土元素的物理与化学特性,有助于合理选择和综合搭配稀土元素,改善非晶合金的性能.     

铁基非晶、纳米晶带材应用技术研究

分析了铁基非晶、纳米晶软磁材料各性能的作用，及其与产品整机性能之间的关系，介绍了非晶、纳米晶带材热处理工艺的方法及其对产品性能的影响；给出了非晶、纳米晶带材在不同产品应用中的选用原则，并列举了其在几种典型产品中的应用技术要求，对铁基非晶、纳米晶带材在产品中的合理应用进行了研究分析。     

铁基非晶、纳米晶带材应用技术研究

分析了铁基非晶、纳米晶软磁材料各性能的作用,及其与产品整机性能之间的关系,介绍了非晶、纳米晶带材热处理工艺的方法及其对产品性能的影响;给出了非晶、纳米晶带材在不同产品应用中的选用原则,并列举了其在几种典型产品中的应用技术要求,对铁基非晶、纳米晶带材在产品中的合理应用进行了研究分析.     

球磨工艺参数对MgNi非晶合金形成及性能的影响

通过机械合金化法制备了MgNi非晶合金,利用X射线衍射分析了非晶相的形成情况,并对其储氢性能和电化学性能进行了测试.对球磨工艺参数与合金微观结构及性能之间关系进行分析,结果表明,球磨机转速对MgNi非晶相的形成效率具有十分重要的影响,随着转速的增加,MgNi非晶相的形成时间大大缩短.随着球磨时间的延长,MgNi非晶相的形成趋于完全,粉末的粒径逐渐减小,粒度分布也较为均匀,但形成完全非晶后继续球磨过长时间会降低Mg-Ni合金的吸放氢性能和电化学性能.     

非晶合金干式变压器在工程设计中的应用

文章针对非晶合金材料的特点及非晶合金干式变压器的特点，对非晶合金干式变压器的环保性能及经济效益做详细介绍。     

高熵非晶合金耐腐蚀性能研究进展

高熵非晶合金是近年来发展起来的一种新型合金材料,因其兼具高熵合金和非晶合金优异的力学性能、耐腐蚀性能、磁性能等功能特性,引发了众多学者的广泛关注。本文简述了高熵非晶合金的含义与特点,介绍了高熵非晶材料的制备方法及组织与性能;归纳了该类材料的耐蚀机理与耐腐蚀性能的最新研究成果;展望了采用机器学习助力设计高熵非晶合金的新范式,并指出探究工况环境下的腐蚀失效机制、完善高熵非晶合金微观耐蚀机理与优化相关制备工艺是该材料广泛应用的前提条件。针对高熵非晶合金的开发及其耐腐蚀性开展的应用基础研究,将为我国海洋事业的“远洋化、深海化”提供先进的技术支撑和材料保障。     

块体非晶合金的应用研究进展

非晶合金是一类性能优异的新型结构材料,它的出现引发了金属材料科学史上的一场革命.简述了块体非晶合金的各种优良性能,详细介绍了块体非晶合金各种性能的最新应用研究进展,分析了块体非晶合金领域目前存在的问题及其今后努力的方向,并对其应用前景进行了展望.随基础理论研究的深入及工艺技术的发展,性能优异的块体非晶合金的应用必将越来越广泛.     

非晶合金的应用

非晶合金又称金属玻璃,是一种长程无序的金属固体,通常是通过快速冷却金属熔体而获得,最早是由美国的Duwez教授于1960年发明。非晶态合金的原子呈无序排列,因而不存在晶态合金中的空位、位错、晶界及层错等缺陷,这一特性使其不仅具有优异的耐腐蚀性、高强度、高硬度、高耐磨性、高疲劳     

铁基非晶薄带的磁感应效应

研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带磁感应效应的影响因数.结果表明,磁感应效应变化幅度随着磁场强度的增大而增大;当测试频率为30kHz,薄带长度为3cm,线圈匝数为300匝时,淬火态非晶薄带的磁感应效应变化幅度最大;与淬火态非晶薄带相比,退火可以提高磁感应效应变化幅度,且经300℃×1h退火后的磁感应效应变化幅度最大.     

Magnetic properties and magnetocaloric effects of Gd65(Cu,Co,Mn)35 amorphous ribbons

The magnetic phase transition and magnetocaloric effects of Gd₆₅(Cu,Co,Mn)₃₅ amorphous ribbons were investigated. The increased Mn substitution for Co or Mn substitution for Cu led into a higher second-order magnetic phase transformation temperature, near 200 K in all ribbons. Under the field change of 7 T, a maximum entropy change (ΔS_m^max) of 6 J kg⁻¹ K⁻¹ was achieved in Gd₆₅Cu₁₀Co₂₀Mn₅ ribbon and slightly dependent on the compositions. With varied composition, a full width at half of ΔS_m^max was greatly widened to be over than 180 K for Gd₆₅Cu₁₅Co₁₀Mn₁₀ ribbon. The refrigeration capacity was also greatly enhanced to 1000 J kg⁻¹ for Gd₆₅Cu₂₀Co₁₀Mn₅ ribbon, which was even excellent compared with other Gd-based amorphous systems.     

玻璃包覆Fe79-xCox Si8 B13非晶合金微丝的磁性能

实验以熔融纺丝法制备的玻璃包覆Fe79-xCoxSi8B13非晶合金微丝为对象,分析了微丝成分、尺寸以及玻璃包覆层去除对微丝静磁性能的影响。研究结果表明,玻璃包覆Fe79-xCoxSi8B13非晶合金微丝存在明显的磁各向异性,微丝轴向为易磁化方向;随着Co含量的增加,微丝的饱和磁化强度先增大后减小,Co含量为10%的Fe69Co10Si8B13非晶合金微丝饱和磁化强度最高,为1323emu·cm-3;对于玻璃包覆Fe69Co10Si8B13非晶合金微丝,当芯丝半径与玻璃包覆层厚度比值k约小于0.5时,其轴向磁滞回线为近矩形,表现出大巴克豪森效应;微丝的轴向剩磁比随k值的增大而减小,而微丝径向剩磁比保持很小,仅0.03左右;微丝的轴向和径向矫顽力均随比值k的增大而减小;当芯丝半径为10.9μm、玻璃包覆层厚度为9.7μm(k为1.12)时,去除包覆层后微丝的轴向矫顽力降低30%、径向矫顽力降低11%;而轴向剩磁比降低33%、径向剩磁比降低67%。     

Magnetic and screening properties of amorphous ferromagnetic ribbons

We have studied the magnetic and screening properties of cylindrical shields made of amorphous ferromagnetic ribbons. It is established that the relative magnetic permeability of this material can exceed 106. The action of an alternating decaying magnetic field (demagnetization) converts amorphous ferromagnetic ribbons into the state of anhysteretic magnetization, which is characterized by extremely high (above 2 × 10⁷) values of the relative magnetic permeability in magnetic fields at a level of 10 nT. The results of measurements were used to estimate the coefficient of attenuation of the Earth’s magnetic field inside cylindrical shields with open ends, depending on the diameter and the number of layers of an amorphous ferromagnetic ribbon.     

恒电感非晶Fe78 Si9B13合金铁芯的研究

研究了普通退火对非晶Fe78Si9B13合金铁芯电感的影响.实验发现在不同退火温度(450～490℃)非晶合金铁芯的电感均随退火时间的延长单调下降;退火温度越低,电感下降的速率越小.合金经480℃×60min退火,有适当数量的α-Fe(Si)晶体相析出后,可呈现良好的恒导磁特性,形成横向感生磁各向异性;非晶合金铁芯具有较低的电感,很强的抗直流偏磁场能力和良好的恒电感特性.     

非晶合金变压器铁芯制备及性能研究

采用宽度低的国产非晶合金带材制成铁芯后沿着带材宽度方向叠加成为高度合适的铁芯,并对其进行线切割,研究了铁芯切缝处的结构、形貌及切割前后工频下的磁性能。结果表明,线切割后切缝处结构由非晶态向晶态发生转变;切割后不改变铁芯的饱和磁感应强度,但磁化困难,损耗增加,铁芯切割后在B=1.3T,f=50Hz下的励磁容量由切割前0.32VA/kg增加到7.70VA/kg,损耗值由0.16W/kg增加到0.30W/kg;铁芯叠加不影响其磁性能,此法适用于制备非晶合金变压器。     

Fe80P13C7块体非晶态合金与非晶薄带抗腐蚀性能的对比研究

通过J-Quenching技术在低冷速(低于1000K/s)下制备出块体尺寸达2mm的Fe80P13C7非晶态合金。通过阳极极化曲线测试以及对样品在1mol/L的HCl溶液中浸泡后的腐蚀形貌的观察,对Fe80P13C7块体非晶态合金、非晶薄带以及晶态合金的电化学腐蚀行为进行了对比研究,结果表明,块体非晶的腐蚀性能优于非晶薄带和晶态合金。这可能是由于块体非晶态合金在制备过程中冷速较低,原子发生结构弛豫的时间更长,结合能增大,使得合金中原子与溶液中离子的反应速率减慢,从而提高了块体非晶态合金的腐蚀性能。     

Fe基非晶合金的恒导磁性能研究

研究了Fe基非晶合金在不同热处理工艺条件下的恒导磁性能.结果表明,通过简单的横向磁场热处理工艺,可将具有高饱和磁感应强度的Fe基非晶合金制成无间隙的恒导磁磁芯,并且具有良好的综合磁特性.合金在350℃处理时,恒磁范围达到400A/m,磁导率约为3.14×10-3T·m/A,随保温时间的延长,恒磁场范围提高到600A/m以上,但磁导率降低,约为1.25×10-3T@m/A.在晶化温度以下,提高横向磁场热处理温度有利于提高材料的恒导磁性能.     

退火处理对非晶态Ni-P合金超细粉结构及磁性能的影响

采用液相脉冲放电技术,在NiSO4溶液中用NaH2PO2为还原剂,制备出了Ni-P合金超细粉体材料。将Ni-P合金粉在200～450℃下退火处理,并通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和场发射扫描电镜(FESEM)对退火前后Ni-P合金粉的结构、形貌进行了分析。用振动样品磁强计(VSM)对Ni-P合金粉进行了磁性能分析。结果表明所制备的超细Ni-P合金粉为非晶结构,颗粒直径在300～500nm之间,颗粒之间紧密结合成链枝状形貌。Ni-P合金粉在250～280℃退火后具有良好的软磁性能,250℃退火后矫顽力降低至0.437×10-4T。     

稀土La改性铁基非晶带材组织结构与软磁性能研究

主要研究掺杂了不同含量稀土La后的铁基非晶带材Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶带材组织结构与软磁性能.结果表明,随着稀土La掺杂含量的增加,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶带材的Fe-Si相的析出温度下降,而Fe-B相的析出温度则升高,一方面,非晶的热稳定性下降,另一方面,有利于控制Fe73.5...