高饱和磁化强度铁基非晶纳米晶软磁合金发展概况

概括了铁基非晶软磁合金和纳米晶合金的发展历史和现状,分别详述了高饱和磁化强度(B_s)铁基块体和薄带非晶以及纳米晶合金近年来的研究成果.主要内容包括:高饱和磁化强度块体铁基非晶软磁合金成分和性能,高饱和磁化强度铁基非晶薄带软磁合金的成分和性能,高饱和磁化强度铁基纳米晶合金的组织、结构和性能,各类元素对合金磁性能的影响.为进一步研究高饱和磁化强度的铁基软磁材料提供了有价值的参考.      

导电辊用铁基非晶及纳米晶涂层在NaOH,H2SO4 和NaCl溶液中的腐蚀行为研究

采用FeCrMnMoWBCSi的母合金,通过铜模吸铸法,气雾化方法制备非晶合金粉末,然后用超音速火焰喷涂制作涂层;分别采用不同温度320 ℃、480 ℃与650 ℃在箱式电阻炉内对3组试样进行退火处理制备纳米晶涂层,非晶和纳米晶双物相涂层;SEM电镜观察非晶合金粉末尺寸及形状;经X射线衍射和电化学测试非晶及纳米晶涂层等手段,考察了铁基非晶及纳米晶涂层在NaOH,H₂SO₄和NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明:导电辊采用铁基HVOF喷涂作为外保护层时,在NaOH碱液采用经非晶退火后的纳米晶为佳,在H₂SO₄和NaCl溶液中使用时,外保护层可为纳米晶,或为非晶和纳米晶双物相状态皆可.      

铁基非晶合金的辐照性能

铁基非晶合金由于成本低较、易制备、较好的温度稳定性等优点,并具优异的机械性能、磁性能和耐腐蚀性能而被广泛研究.并且其固有的无序结构有助于抵抗辐照导致的损伤,使得铁基非晶合金可作为抗辐照材料使用.辐照既可以试验铁基非晶合金的性能也是优化铁基非晶合金结构和性能的有效方法.本文综述了铁基非晶合金中子辐照、离子辐照和电子辐照性能的研究进展,探讨了铁基非晶合金的结构和性能与非晶合金的成分以及辐照粒子的类型、能量、注量之间的关系,以及辐照晶化的机制,为进一步促进高性能铁基非晶合金的研究提供了有价值的参考.      

微量掺杂铜元素提高铁基非晶合金降解偶氮染料稳定性

非晶合金具有优异的催化性能,但失去亚稳态,催化性能通常显著下降,因此如何获得稳定的催化性能是一大难题。以降解偶氮染料为污染物模型,研究了掺杂微量铜元素对铁基非晶合金(Fe-Si-B-Cu非晶合金)降解性能受退火温度(T_a)的影响规律。结果表明：Fe-Si-B-Cu非晶合金微观结构为纳米铜团簇分布在非晶基底的不均匀结构;在300～800℃的温度范围内对其进行等温退火处理,Fe-Si-B-Cu非晶合金在高于380℃退火处理后开始发生晶化现象,得到纳米晶合金样品。将铸态和退火非晶态及退火纳米晶化态样品用于降解偶氮染料,研究铸态和退火温度对降解性能影响。结果表明：随着退火温度的升高,Fe-Si-B-Cu对偶氮染料降解性能不但没有明显下降,反而略微有所提高。其中,450℃退火处理的样品表现出了最优异的降解性能,降解速率高达0.164 min^-1;40 min时的降解效率达到100%。由此可见,引入纳米异质结构,为稳定非晶合金催化性能受退火引起的结构变化影响提供了一种有效途径。     

铁基纳米晶磁芯热处理工艺及性能研究

对铁基非晶纳米晶软磁材料进行了介绍,并以真空热处理技术为例,对热处理工艺对铁基纳米晶磁芯性能的影响进行了探讨。     

Fe基纳米晶软磁合金的发展

本文把Fe基纳米晶软磁合金分成了不易氧化、原始非晶带制备过程更容易的Fe-M-Si-Cu-B(M=Nb,Mo,V,W,Cr)类和具有更高饱和磁感应强度Bs的Fe-N-B(M=Zr,Hf,Nd,Nb)类两大类别,对Fe-M-Si-Cu-B类合金,主要概括了在早期开发的Fe-Nb--Si-Cu-B的基础上用更廉价的金属如Mo,V,C,Cr代替Nb而开的一系列新型纳米晶软磁合金的综合软磁性能及其应用。同也概括了Fe-M-B类合金的发展情况。对铁基纳米晶软磁合金的种类、组成、各项软磁性能及发展趋势进行了综合评述。横向比较了各种不同合金的优缺点,展望了铁基纳米晶软磁合金的应用前景。     

Mg-TM-Ln型镁基纳米结构材料研究

讨论了Mg-Cu-Y、Mg-Ni-Y和Mg-Zn-Y等三种重要的Mg-TM-Ln型的多组元Mg基纳米结构材料的成分构成、制备过程、微观结构和力学性能以及它们的形成机制。其中,制备方法涉及非晶部分晶化法、机械合金化/粉末冶金法(MA/PM法)和快速凝固(原子雾化)/粉末冶金法(RS/PM法)。结果表明,在Mg-Cu-Y系合金中,分布于非晶相基体之上的纳米晶体相使非晶合金的断裂应力增加。而不同成分的旋淬Mg-Cu-Y非晶条带弯曲断裂韧性的不同,很可能是由于存在于它们之中的纳米晶颗粒的性质有别而造成;在Mg-Ni-Y系合金中,Y部分地置换Ni将严重地影响其晶化行为,使得Mg-Ni-Y三元非晶合金中的纳米晶体相颗粒变得更加细小,而合金晶化行为的改变则导致了其杨氏模量的明显变化;在所有的金属合金中,RS/PMMg97Zn1Y2合金的比强度是最高的。而在所有的Mg基合金中,RS/PMMg-Zn-Y合金具有最佳的综合性能。     

铁基多元纳米晶合金的微组织和软磁性能

研究了新近开发的纳米晶（Fe90Zr3.5Nb3.5B3）95Cu1Si4合金的微组织和软磁性能.采用XRD、TEM和Mssbauer谱仪观察了合金的微组织变化,采用直流软磁测量设备测量了软磁性能.结果显示,合金是纳米晶相、残余非晶相和中间相的混合.软磁性能随着退火温度的变化而变化,且中间相的体积分数会影响软磁性能.当813K退火0.5h后,纳米晶相体积分数为40%,软磁性能最佳,此时BS最大为1.56T,HC达到最小为1.79A/m.     

铁基非晶合金涂层的研究进展

铁基非晶合金涂层以其良好的力学性能、 优异的耐磨耐蚀性以及较低的经济成本已成为较有前景的非晶涂层材料之一。 本文综述了铁基非晶涂层材料的设计准则与材料体系, 介绍了激光熔覆技术和热喷涂技术制备铁基非晶涂层的进展和发展趋势, 结合铁基非晶涂层的性能特点介绍了其工程应用概况。 指出了目前铁基非晶涂层研 究领域存在的问题并展望了发展方向。     

退火时间对FeCuSiBAl纳米晶/非晶复合材料的纳米压痕力学行为的影响

采用充氩气的电弧熔炼加单辊甩带法制备一种FeCuSiBAl非晶合金,然后在831K下恒温退火,研究退火时间对非晶合金的显微组织与纳米压痕力学行为的影响。结果表明,FeCuSiBAl非晶合金退火时在非晶基体中产生纳米晶,纳米晶化程度随退火时间延长而增加。在60min退火时间内,合金的硬度随退火时间延长而增大,退火时间超过60min后,硬度开始下降。退火以及降低载荷都导致合金的弹性模量增大。     

火花放电原子发射光谱法测定铁基纳米晶合金中氮

为了在铁基纳米晶合金生产过程中进行氮的质量控制分析,提出了用火花放电原子发射光谱法测定铁基纳米晶合金中氮含量的方法。对测定氮的光谱线选择、氮的分析条件、内控标样的制作、取样方法的验证、分析样品的分取和处理、共存元素的干扰影响和氮校准曲线的拟合等问题进行了讨论。确定测定氮的最佳分析条件如下:高纯氩气(φ≥99.999%)流量为180L/h,氩气冲洗时间为2s,预燃(HEPS)时间为6s,积分时间为2s,分析线对为N149.3nm/Fe149.7nm。在上述分析条件下,采用自制的含氮铁基纳米晶合金标准样品绘制了氮的校准曲线并校正了共存元素的干扰。采用实验方法测定了铁基纳米晶合金分析样品中氮的含量,其测定结果的相对标准偏差(RSD,n=8)小于7.0%,所得的分析结果与用脉冲加热-热导法的测定值一致。实验方法也可实现铁基纳米晶合金分析样品中氮和合金元素含量的同时测定。     

多元系铁基非晶合金的抗氧化性和软磁性能

本文研究了在一般铁基非晶合金Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ的基础上添加铬、镍等微量元素形成的多元系非晶合金，经在空气中热处理后的抗氧化性和软磁性能。实验结果表明，随着微量元素铬含量增加，非晶合金的抗氧性和软磁性能提高。     

非晶态合金在低频干扰电流探头中的应用

通过夺铁基非晶合金和铁氧体两种软磁材料的性能的比较分析，讨论了由于铁基非晶合金自身良好的磁性能，将其用于电磁兼容性试验设备中作为低频干扰电流探头的磁芯材料，同时通过对实验结果的分析说明合理选择非晶态合金及采用正确的切割处理，可使电流探头在测试低频干扰电流时的灵敏度、精确度大大提高，从而对于扩大铁基非晶合金这一功能性材料的应用范围提供了实验依据。     

铁基纳米晶合金粉末及磁粉芯研究

本文研究了非晶化基础上制备FeCuNbSiB纳米晶合金粉末及磁粉芯产品，该磁粉芯具有良好的软磁性能，频率特性及温度环境稳定性等。研究该纳米晶合金粉末及磁粉芯的技术工艺路线及工艺参数对磁性能的影响，并研究了多种规格性能的磁粉芯用作高频，在电流和大功率条件下的电感元件，取得良好的应用效果。     

一种等离子喷涂钼基非晶纳米晶涂层

一种钼基非晶纳米晶复合涂层及制备方法，涉及等离子喷涂钼基合金涂层，特别是涉及非晶纳米晶复合涂层。本发明针对过去利用热喷涂技术制备单一的非晶涂层或纳米结构涂层存在的问题，提出由钼基多元素非晶纳米晶合金粉末作为喷涂粉末，     

电弧喷涂非晶纳米晶复合涂层材料研究

FeCrBSiNb非晶纳米晶复合涂层和FeAlNbB金属间化合物非晶纳米晶涂层均由非晶和纳米晶两相结构组成,涂层结合强度高,摩擦磨损性能等明显优于传统耐磨涂层,在机械金属零件的再制造修复领域应用前景广阔。     

等温退火对ZrCuAlNiCoNb非晶合金硬度和杨氏模量的影响

采用真空电弧熔炼结合水冷铜模吸铸法制备ZrCuAlNiCoNb大块非晶合金。采用XRD、AFM、SEM及纳米压痕分析手段研究等温退火对ZrCuAlNiCoNb非晶合金显微组织演变、硬度和杨氏模量的影响。结果表明,无论温度高低,退火均能使非晶合金中自由体积的数量减少。在低于玻璃化转变温度下退火,合金中自由体积数量下降,抑制了剪切带的形核,合金的硬度和杨氏模量随退火时间的增加而提高;在高于玻璃化转变温度下退火,短时间即可诱发纳米晶化,合金的硬度和杨氏模量均先增加,达到峰值后下降。ZrCuAlNiCoNb非晶合金力学性能的演变趋势是自由体积演变和纳米晶形核共同作用的结果。     

铜模吸铸与高能球磨制备Zr46Cu46Al8非晶合金的组织结构及晶化动力学研究

采用铜模吸铸法制备出直径3 mm的Zr₄₆Cu₄₆Al₈块体非晶合金, 利用高能球磨法获得了不同粒径的合金粉体, 通过X射线衍射仪、示差扫描量热仪、扫描电镜等测试手段及热力学计算方法, 研究了制备方法对非晶合金组织结构及晶化动力学的影响。结果表明, 块体合金和粉体合金均可获得完全非晶结构; 块体非晶合金玻璃转变和晶化过程具有明显的动力学效应; 单因素变量法制备非晶粉体的最佳参数为: 转速300 r·min-1, 球料比30:1, 球磨时间15 h; 相同条件下, 除过冷液相区外, 块体非晶合金热力学参数普遍高于非晶粉体, 且晶化放热更剧烈; 随着加热速率增大, 二者热力学参数均向高温区移动, 过冷液相区的宽度也逐渐增加; 块体非晶合金和非晶粉体的特征温度表观激活能数值相近, 块体非晶态合金的表观激活能较非晶粉体高, 热稳定性更优。     

Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2合金的堆焊层组织和性能

 Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2合金具有良好的非晶形成能力。研究了Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2母合金棒堆焊层的组织和性能。结果表明：在非晶纳米晶基体上分布着α Fe固熔体以及析出的Fe3P、Fe2B、Fe3B、Fe3C相,堆焊层具有很高的硬度。     

专利信息

一种块状非晶及纳米晶合金的制备方法　一种块状非晶及纳米晶合金的制备方法 ,其特征在于 :以合金的非晶态薄片、薄带或细丝为原料 ,其非晶含量为 80 %以上 ;将原料放置于模具中 ,在室温下以小于 10 0ＭＰａ的压力初步成形 ;将初步成形产品置于真空炉中 ,在温度和压力下真空烧结 ,压制温度限定在该非晶态合金玻璃转变温度至晶化温度之间 ,施加压力在 5 0 0～ 30 0 0ＭＰａ之间 ,真空度小于 10 - 1Ｐａ ,烧结时间 0 1～ 2ｈ。本发明提供了一种适于工业化生产的块状非晶及纳米晶合金的制备技术。(专利申请号 :9710 12 4 7.4 ;公开号 :ＣＮ - …