耐蚀非晶态聚磁基质及其应用

耐蚀非晶态聚磁基质是根据环境保护迫切需要高梯度磁分离(HGMS)技术处理工业废水而研制的.聚磁基质(又称聚磁钢毛,通称钢毛)是HGMS技术中产生高梯度磁力的关键材料.当分离器通磁时,钢毛界面产生梯度磁力,将被处理流体中的磁性颗粒或磁性载体捕集到钢毛表面以达到分离净化的效果.因此,当分离器参数确定之后,钢毛的特性直接影响水处理的分离效果.     

非晶态合金聚磁介质

国内外磁分离技术发展很快,它已被广泛地应用于细泥矿磁选、废水处理等部门.七十年代初期KolmH.H.提出将导磁不锈钢纤维(即所谓的钢毛)用到高场强高梯度磁选机中做聚磁介质,它一般是晶态FeCr合金.考虑到非晶态合金具有多方面优异的性能,例如它的强度韧性高、电磁性能好、耐磨耐腐蚀等,我们提出了用非晶态合金丝带做磁分离的聚磁介质.     

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.     

(Fe1-xCox)78.4Nb2.6Si9B9Cu1纳米晶软磁合金的结构与高频磁性

研究了非晶(Fe1-xCox)78.4Nb2.6Si9B9Cu1(x=0.35,0.5,0.65)合金490℃等温退火0.5 h后的结构与高频磁性.XRD分析表明,退火后非晶合金实现纳米晶化,析出晶粒尺寸约15 nm的α-FeCo(Si)软磁晶体相;随Co含量增加,晶格常数变小.利用Pseudo-Voigt2函数模拟XRD衍射峰并计算了晶体相体积分数,由晶体相体积分数及晶格常数估算了剩余非晶相的成分.用阻抗分析仪测量了合金在10 kHz-10 MHz范围的磁谱曲线.结果表明,随Co含量增加,合金初始磁导率降低,而共振频率明显提高,用畴壁运动方程及畴壁钉扎理论解释了Co含量变化对纳米晶合金高频磁性的影响规律.     

热处理对内圆水纺丝磁性能的影响

采用内圆水纺法制备出成分为Co81.9Si7.2 B2.4Fe4.7Cr3.6Mo0.2(wt.％)的非晶丝,用B-H分析仪测量了淬态和分别经去应力退火及加纵向磁场热处理过的非晶丝的磁性能,发现热处理对非晶丝磁性能影响不明显,并在原有成分基础上调整成分为Co79.2Si7B2.3Fe7.8Cr3.5Mo0.2(wt.％),对热处理前后非晶丝磁性能进行了检测,发现热处理后磁导率、饱和磁感应强度和矫顽力明显增大,讨论了不同热处理制度对磁性能的影响,并从磁畴变化的角度分析了影响机理.     

Co67.5Fe4.5Ni3Si10B15非晶丝巨磁阻抗性能及其温度稳定性研究

研究了Co67.5Fe4.5Ni3Si10B15非晶丝巨磁阻抗性能及其温度特性。该非晶丝采用内圆水纺法制备,并在氮气保护下进行直流应力退火。在氮气中退火的非晶丝样品具有良好的表面光洁度以及较好的软磁性能和巨磁阻抗效应(GMI)。在激励功率6dBm、激励频率70MHz的测试条件下,磁阻抗变化率高达125%,巨磁阻抗最大灵敏度达3.92%/A·m-1。该非晶丝的巨磁阻抗性能在233～353K温度范围内具有优异的温度稳定性,为非晶丝应用于工业磁传感器等领域奠定了基础。     

柔性衬底提供的机械应变对非晶SmCo薄膜磁性的调控

将非晶SmCo薄膜沉积在弯曲的柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）衬底上,薄膜厚度范围为10~150 nm。薄膜沉积结束后,当PET衬底从凹/凸变平时,非晶SmCo薄膜受到拉伸/压缩应变。结果表明,应变既可以调控SmCo/PET的剩余磁化强度,也可以调控其磁滞回线的方形度。与压缩应变相比,拉伸应变对非晶SmCo磁性的调控幅度更大。非晶SmCo薄膜的磁性之所以能够被柔性衬底提供的机械应变所调控是因为非晶SmCo薄膜具有负磁致伸缩特性。当负磁致伸缩效应发生时,拉伸应变会阻碍非晶SmCo薄膜的磁化过程,而压缩应变则会促进非晶SmCo薄膜的磁化过程。非晶SmCo/PET在开发柔性自旋电子器件和柔性微纳电子器件方面具有巨大潜力。     

(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。     

铜模吸铸法制备Fe-Nd-Al-B-Nb合金的结构和磁性能的研究

利用铜模吸铸法制备了厚度为1 mm片状的[(Fe0.53Nd0.37Al0.1)96B4]100-xNbx(x=0,2,4,6,8)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(XRD)仪研究了Nb对该合金非晶形成能力、热稳定性和磁性能的影响.结果表明,Nb元素的添加可以有效提高合金的非晶形成能力和热稳定性,且显著提高了合金的饱和磁化强度.一定量的Nb元素(≥4at%)将抑制合金中Nd2Fe14B硬磁相的析出,使合金的磁性能从硬磁性转变成软磁性.     

Fe85Zr10B5三元非晶合金的非晶形成能力及磁热性能

采用单辊甩带法成功制备了Fe₈₅Zr₁₀B₅非晶合金，并对其非晶形成能力、磁性能和磁热效应进行了研究。结果表明：Fe₈₅Zr₁₀B₅非晶合金具有较大的过冷液相区宽度、γ参数和临界截面厚度，表明其优异的抗晶化热稳定性和非晶形成能力。Fe₈₅Zr₁₀B₅非晶合金在325 K的居里温度(T_c)下表现出3.26 J/(kg·K)的磁熵变峰值(-ΔS_m^peak),高于其他T_c相近的Fe基非晶合金。Arrott曲线和-ΔS_m^peak∝H^0.74的线性关系表明了Fe₈₅Zr₁₀B₅非晶合金典型的二级磁相变行为，这使该合金具有超宽的工作温度区间和较大的磁制冷能力(约546.4 J/kg)。F...     

退火对(Fe_(50)Co_(25)Si_(10)B_(15))_(70)Cu_(30)非晶薄带磁性的影响

研究了(Fe50Co25Si10B15)70Cu30和Fe50Co25Si10B15非晶薄带辊面和自由面的相组成、微观结构以及磁性能。结果表明,(Fe50Co25Si10B15)70Cu30非晶薄带形成了独特的双层金属玻璃复合结构。并且,(Fe50Co25Si10B15)70Cu30非晶薄带的单辊面是含有微米级晶体Cu颗粒的以Fe、Co为基底的非晶层;而Fe50Co25Si10B15非晶薄带为非晶态。同时,(Fe50Co25Si10B15)70Cu30非晶薄带退火后软磁性能有所恶化。     

浅谈LNG储罐9%Ni钢焊接过程中的磁偏吹问题

文中分析了LNG储罐中9%Ni钢板剩磁特性及磁偏吹对焊缝质量的影响,通过试验验证了直流氩弧自动焊接过程中焊接电流磁化焊缝周围(工艺磁性)引起磁偏吹的现象,并分析了其特点。通过对比多种解决磁偏吹的方法,发现使用交流电源焊是解决9%Ni钢工艺磁性最有效的措施,经大量试验发现DPS-3G自动交流氩弧焊接系统能很好地解决9%Ni钢磁偏吹问题。     

纳米晶复合Nd10Fe80-xNbxB10(x=0~6)永磁合金的磁性能

采用熔体快淬法制备成分为Nd10Fe80-xNbxB10(x=0～6)的非晶条带,退火处理后得到纳米晶复合永磁合金。利用振动样品磁强计(VSM)分析该合金系的磁性能和软、硬磁性相间的交换耦合作用。结果表明,适量的Nb元素的添加可以使软、硬磁性相的晶粒细化,从而有效地增强合金中软、硬磁性相间的交换耦合作用,进而提高合金的综合磁性能。当Nb含量为4at%时,制得的合金条带具有最佳的综合磁性能:Hcj=936.02kA/m,Br=0.91T,(BH)max=125.86kJ/m3。     

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。     

Co69.9Fe5Si12.5B9Cr3.5 Mo0.1非晶丝的磁致伸缩特性研究

采用小角转动法(SAMR)测量了Co69.9Fe5Si12.5B9Cr3.5Mo0.1非晶合金丝的磁致伸缩系数,研究了等温退火处理对非晶合金丝磁致伸缩系数的影响.实验结果表明:淬态非晶丝表现出正的磁致伸缩系数λs=1×10-7,在晶化温度以下进行等温退火,其磁致伸缩系数随退火温度的升高先增加后减小,存在一个最大值λs=3×10-7.采用结构弛豫理论解释了磁致伸缩系数随退火温度的变化.     

钴基高导磁非晶态合金的M?ssbauer谱学研究

与非晶态材料研制密切相关的重要课题之一是研究原子的局部排列状况.前人对晶系材料的一系列研究已经指出,原子的磁性状态对它的近邻配位原子的数目和性质是敏感的.研究Fe原子的近邻配位状态的适宜的实验方法是M?ssbauer效应(ME)和核磁共振效应,作者试图使用ME研究热处理对非晶态材料结构的影响.测量了经过不同热处理的钴基高导磁非晶材料的室温M谱线,利用电子计算机对实验曲线进行了拟合,根     

高梯度强磁选用非晶态钢毛

高梯度强磁分离是70年代发展起来的一项新技术,它可用于高岭土矿中微量铁的磁分离,废水处理,煤矿脱硫等多种用途.作为磁选介质材料,普遍采用纤维状的"钢毛"或金属网.对它的主要要求是①饱和磁感值高,②耐蚀性良好,③强度高,④钢毛     

低温热处理增强α-Fe/Sm2Fe17Cx纳米复合永磁合金磁性能的机制研究

采用X射线衍射分析、透射电子显微镜、振动样品磁强计研究了经400℃低温热处理前后对Sm5Fe80Cu1Si5B3C2.5Zr<3.5>非晶合金的非晶微结构、晶化后纳米复合永磁体的组织结构及磁性能的影响规律.结果表明,非晶合金直接于750℃退火后软磁α-Fe相和硬磁Sm2(Fe,Si)17Cx相的尺寸分别为50.6和20.6nm,体积分数分别为71.1%和28.9%;而经400℃热处理后复纳米晶组织结构中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的晶粒尺寸分别改变为36.5和24.4nm,体积分数分别为76.7%和23.3%,磁交换耦合作用明显增强.径向分布函数计算表明,低温热处理优化了非晶合金的短程有序范围、配位数和最近邻原子间距等微结构参数,改变了原始态非晶合金中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的晶化行为,这是细化α-Fe/Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米晶结构和提高磁耦合性能的根本原因.     

低碳钢焊缝力学性能评价的磁记忆检测试验研究

为快速准确检测钢材焊缝质量的力学性能,研究了磁记忆检测技术在低碳钢焊缝质量检测的应用。采用不同的焊接电流对Q235B钢进行对接焊接,采用射线检测技术进行了焊缝质量检测。对不同焊接电流下的试件进行拉伸试验,对不同应力卸载后的焊件进行了磁记忆信号测量,研究了焊件磁记忆信号变化规律与其力学性能的关系。结果表明,不同焊接电流下焊件具有不同的力学性能和磁记忆信号特征。焊件的屈服强度和抗拉强度最大时,不同应力作用下磁性特征参量ΔB_(max)的平均值即磁特征值D最大,平均磁场梯度K_(avg)最小。采用磁特征值D和平均磁场梯度K_(avg),可以有效判定低碳钢焊缝的力学性能。     

零磁伸非晶合金的λ_s与退火温度的关系

非晶合金没有磁晶各向异性,其磁伸应力各向异性在磁化过程中起重要作用.在发现(Fe_(1-x)Co_x)_(75)Si_(15)B_(10)系列的λ_s在x=0.94处过0以后,已对不少零磁伸合金进行了研究,但关于热处理对λ_s大小的影响尚未见报道.最近,作者提出了一种用冲击法通过张应力感生各向异性测量软磁薄带λ_s的方法,建立了相应的装置,测量了几种零磁伸非晶合金在不同温度退火后的λ_s,得到一组初步结果.