纳米晶的形成对FeCSiBPCu非晶合金软磁性能的影响

研究了Fe76-xC7.0Si3.3B5.0P8.7Cux(x=0、0.3%或0.7%(原子分数))非晶合金中Cu的添加及纳米晶的形成对其软磁性能的影响,对合金的微观结构进行了X射线衍射实验和高分辨透射电镜观察,对合金的热稳定性和晶化激活能进行了测量和分析。结果表明,该合金退火之后的饱和磁化强度与合金中α-Fe纳米晶粒的密度和大小密切相关。Cu的添加可以影响合金的非晶形成能力、热稳定性和晶化激活能,添加少量的Cu(少于0.3%(原子分数))可以有效地提高合金的非晶形成能力,抑制退火过程中α-Fe纳米晶粒的析出,增强合金的热稳定性,而当Cu的添加量达到0.7%(原子分数)时可以降低合金的晶化激活能,促进α-Fe纳米晶粒的形核,提高α-Fe纳米晶粒的密度,使合金的饱和磁化强度达到1.79T。     

退火温度对FeGaGeBCu(P)非晶纳米晶合金组织结构和软磁性能的影响

用单辊旋淬法制备了Fe76Ga5Ge5B13-xPxCu1(x=0,3,5,7)合金带材,并研究了退火温度对合金晶化行为、结构演变和磁性能的影响.结果表明,P元素替换B元素后,合金的非晶形成能力有所降低,但是提高了二次晶化相的热稳定性.同时,P添加一方面细化了纳米晶尺寸,降低了合金矫顽力,P含量为7％(原子分数)的合金...     

纳米晶复合Nd9.5Fe81-xCoxZr3B6.5永磁材料磁性能的研究

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了Nd9.5Fe81-xCoxZr3B6.5(x=0、2、5、8、10)纳米晶合金条带,研究了Co的添加对快淬合金磁性能和居里温度的影响.结果表明,适量Co元素的添加能够有效降低各相晶粒的尺寸,增强了软、硬磁相晶粒的交换耦合作用,从而提高了合金的磁性能.Co含量为5%(原子分数)的合金,经670℃/4min的晶化处理后所得到的最佳磁性能为`Br=0.90T,jHc=588kA/m,(BH)max=117kJ/m3.     

Fe77Co2Zr9B10Cu2合金的制备及其磁性能

采用单辊快淬法制备了Fe77Co2Zr9B10Cu2合金,在530～750℃等温退火40 min,利用X射线衍射和振动样品磁强计研究了Fe77 Co2 Zr9 B10 Cu2合金的微观结构和磁性能。结果表明:淬态Fe77Co2Zr9B10Cu2合金为非晶、纳米晶双相结构。随着退火温度的升高,α-Fe晶体相从非晶、基体中析出,晶粒尺寸长大,晶化体积分数增加,矫顽力先减小后增大,比饱和磁化强度逐渐增大。实验结果表明,530℃退火后合金的矫顽力最小,在670℃时迅速增大。样品的磁性与其微观结构、晶粒尺寸、晶化体积分数等因素有关.     

高Fe含量FeCuNbSiB系非晶/纳米晶合金制备及其磁性研究

研究了过渡金属元素(Zr,Nb,Mo)和Cu元素对Fe78Si9B13合金系非晶形成能力、热稳定性和磁性的影响;在Fe74Cu1Nb3Si13B9合金的基础上,通过逐步提高Fe含量,利用单辊甩带法制备Fe(76+x)Cu1Nb3Si(11-x)B9(x=0,2,4)和Fe(79+x)Cu1Nb2Si(6-x)B12(x=0,2,4)非晶/纳米晶合金薄带;利用XRD、DSC、TEM和VSM研究了高Fe含量Fe-Cu-Nb-Si-B系非晶/纳米晶合金的微观结构和磁性,并通过添加Nb元素优化了高Fe含量合金的磁性。研究结果表明:Zr和Nb元素的添加能明显提高Fe78Si9B13合金的非晶形成能力和热稳定性;高Fe含量的Fe-Cu-Nb-Si-B系纳米晶合金为典型的非晶/纳米晶双相结构,合金的饱和磁化强度Ms180 emu/g,且合金的矫顽力Hc在2Oe-9Oe之间,具有良好的软磁性能;Nb元素能显著细化Fe-Cu-Nb-Si-B系合金晶粒尺寸,从而能显著降低合金的矫顽力,改善合金的软磁性能;当Fe含量在80%-83%(原子百分比,下同)之间时,合金具有良好的软磁性能,但当Fe含量达到85%时,会有Fe2B、Fe3B相析出,从而显著恶化其软磁性能。     

激波对多层非晶合金的作用及影响

研究了激波对以非晶（Fe0.99MO0.1)78B13Si9,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的作用,发现激波可使多层非晶合金晶化。晶化主相α－Fe的晶粒尺寸,晶格常数比单纯退火晶化、激波处理后退火的小。这是由于再结晶和形成不同固溶体（缺位式固溶体和替代式固溶体）引起的。并讨论了压力和温度在非晶激波晶化中的作用。     

Fe含量对FeSiBPCu合金非晶晶化行为与磁性能的影响

用熔体快淬法制备不同Fe含量的Fe Si BPCu非晶合金并进行快速退火处理,对其晶化行为和磁性能进行了深入研究。结果表明:随着Fe含量的增加,Fe Si BPCu合金的表观晶化激活能逐渐降低;Fe Si BPCu合金的整个晶化过程析出相一致,与Fe含量无关;Fex(Si B)96-xP3Cu1(x=80,83 and 85)合金退火后得到均匀的纳米晶组织,晶粒尺寸小于20 nm,但是退火态Fe78Si6B12P3Cu1和Fe75Si8B13P3Cu1的晶粒大小很不均匀,晶粒尺寸范围为5-50 nm;退火态Fe85Si3B8P3Cu1合金表现出优异的软磁性能:矫顽力为12 A·m-1,饱和磁极化强度为1.87 T,在最大磁感应强度为1.7 T时铁损仍低于1.0,远优于广泛使用的退火态Fe78Si9B13和无取向硅钢。     

FeCoNbSiBCu大块非晶合金的热稳定性与晶化过程研究

用差示扫描量热分析和原位高温X射线衍射研究了(Fe36Co36Nb4Si4.8B19.2)100-xCux(x=0, 0.5, 0.6, 0.7)大块非晶合金的热稳定性及其晶化过程.结果表明,微量Cu显著改变了Fe36Co36Nb4Si4.8B19.2大块非晶合金的晶化过程,无铜合金表现出单一尖锐晶化峰,而含铜量原子分数为0.5%,0.6%和0.7%的晶化过程分为四个阶段,Cu的加入提高了非晶合金纳米析出相的热稳定性.原位X射线衍射研究表明,FeCoNbSiBCu大块非晶合金初始晶化相为bcc-FeCo并于930K转变为bcc-Co7Fe3相.Cu添加后bcc-Co7Fe3的晶化表观激活能由460.41kJ/mol升高至545.69kJ/mol.用谢乐公式计算样品在840K保温17.5min的平均晶粒尺寸为22.3nm.     

Fe70Zr10B20非晶合金的制备及其热稳定性和磁性能研究

采用机械合金化技术制备了Fe70Zr10B2。磁性非晶合金粉末。分析Fe70Zr10B20非晶合金的形成机制、晶化机制：研究Fe70Cr10B20非晶合金不同热处理温度下的磁性及球磨过程中样品的磁性。结果表明：Fe70Cr10B20非晶相的形成是由原子的扩散和晶格崩渍共同作用的结果；Fe70Cr10B20非晶合金的热致晶化模式为一次晶化；球磨过程厦非晶熟处理后样品的磁性与其结构、晶粒尺寸、应力和缺陷等因素有关。     

预退火对Sm5 Fe74.3Nb1.5Si11.7 B4.5C2.5Cu0.5非晶合金晶化动力学的影响

研究了预退火对Sm5Fe74.3Nb1.5Si11.7B4.5C2.5Cu0.5非晶合金晶化动力学的影响。结果表明，预退火处理使非晶合金晶化相α-Fe和Sm2Fe17Cx的晶化温度（Tp）和晶化表观激活能（Ec）值降低，且改变晶化相α-Fe在晶化过程中晶化激活能的变化趋势，有助于该合金在晶化退火中形成晶粒尺寸较小的α-Fe相。     

Fe-Nd-B-Zr块体非晶合金的形成能力和磁性能

以Fe-Nd-B系块体非晶合金为前驱体制备永磁材料。在Fe70Nd10B20三元合金及其邻近成分点中微量添加Zr元素,采用熔体旋淬法和铜模喷注法制备样品,通过XRD和DSC表征非晶形成能力。对Fe70Nd9B20Zr1块体非晶合金进行退火晶化处理,采用XRD分析晶化产物,通过VSM表征不同晶化阶段的磁性能。结果表明,合金体系的非晶形成能力得到提高,在Zr原子分数为1%时获得临界尺寸为2mm的块体非晶合金;Fe70Nd9B20Zr1块体非晶合金在946K,600s退火时得到最佳硬磁性能,剩磁(Br)、内禀矫顽力(iHc)和最大磁能积(BH)max分别为0.54T,348kA/m和24.1kJ/m3。该合金体系可应用于直接通过铸造和热处理工艺制备块体纳米复合永磁材料。     

Cr/Mo比对FeCoMoCrZr非晶合金晶化过程及磁性能的影响

采用单辊急冷法制备了一系列不同Cr/Mo比的FeCoMoCrZr非晶薄带,并对该系非晶合金进行等温热处理。用XRD和VSM研究Cr/Mo比的变化对(Fe0.58Co0.42)73Mo17-xCrxZr10系非晶合金晶化过程和磁性能的影响。结果表明,x在9~17之间变化时,所制备的合金薄带为非晶结构;(Fe0.58Co0.42)73Mo5Cr12Zr10非晶合金的晶化过程为:Am→α-Fe(Co)+CrFe4+Fe23Zr6+Cr2Mo,(Fe0.58Co0.42)73Cr17Zr10非晶合金的晶化过程为:Am→α-Fe(Co)+Am′→α-Fe(Co)+CrFe4+Fe3Ni2+未知相;Cr/Mo比例的增加降低了合金的热稳定性,促进了退火后α-Fe(Co)相的析出。两种合金的饱和磁化强度Ms随退火温度的变化趋势相同但幅度不同,在低于晶化峰值温度Tp退火,(Fe0.58Co0.42)73Mo5Cr12Zr10合金的Ms随退火温度的升高缓慢上升;而(Fe0.58Co0.42)73Cr17Zr10合金的Ms随退火温度的升高快速大幅上升。     

Cr替代Co对Fe3B/Nd2Fe14B纳米复合磁体微观结构与磁性能的影响

主要研究了添加Cr置换Nd5Fe72.3Cu0.2Co4B18.5合金中的Co元素对Fe3B/Nd2Fe14B型纳米复合永磁体磁性能与微观结构的影响.结果表明相应于Co元素而言,添加Cr元素可有效细化NdFeB合金软、硬磁性相的晶粒尺寸;随退火温度的升高,添加Cr元素的Nd5Fe72.3Cu0.2Cr4B18.5合金的jHc值随退火温度的变化不明显.DTA曲线分析表明,NdFeCuCoB具有一个放热峰,而NdFeCuCrB具有两个放热峰.NdFeCuCrB非晶合金在650℃退火处理30min可获得最佳磁性能Br=0.944T,jHc=383kA/m,(BH)max=77.5kJ/m3.     

退火过程对非晶FeGeB合金磁性的影响

用单辊急冷法制得的FeGeB非晶条带,经退火处理后,发现其软磁性能下降.实验表明,在退火过程中有粗晶粒的Fe3Ge相形成,而没有观察到α-Fe相.由于Fe3Ge的晶粒尺寸超过铁磁交换作用长度,晶粒间各向异性常数不再相互抵消,引起了磁晶各向异性的增加,从而导致了样品的磁导率下降和矫顽力的上升.     

微波场作用下非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的纳米晶化

研究了微波场对晶化的影响.结果表明,将非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13 5B9在微波场作用下在480℃短时间(5 min)晶化处理,形成体积分数为80%、尺寸约15nm的α-Fe(Si)相;适当延长晶化时间(30 min)使非晶合金完全晶化,α-Fe(Si)相的晶粒不再长大,原子层之间的距离降低至0.2461 nm,磁体具有最大Ms为1.79 T.与激光、激波、脉冲电场和脉冲磁场晶化处理相比,微波场晶化处理可同时获得单一的、更小晶粒尺寸和更高体积分数的α-Fe(Si)晶化相,使合金具有高的饱和磁化强度和优良的软磁性能.微波场有利于非晶合金中的硼原子向空位跃迁,使基体金属相α-Fe(Si)相的形核率增大,促进非晶合金的纳米晶化.     

气流破碎Fe-Si-B非晶磁粉芯的制备与磁性能研究

采用粉末冶金技术,以气流破碎Fe78Si9B13非晶粉末为原料制备非晶磁粉芯。利用差示扫描量热仪、X射线衍射仪和B-H分析仪测试样品的热力学参数、相组成和磁性能,研究绝缘剂添加量和退火温度对磁粉芯磁性能的影响。结果表明,增加绝缘剂添加量可以降低磁粉芯的涡流损耗,但绝缘剂过多会降低磁导率和品质因数;去应力退火处理能有效提高磁导率和品质因数,降低磁损耗,但退火温度过高会使非晶磁粉芯晶化,导致磁性能的下降,最佳退火温度为400℃。     

Cr对纳米晶复合Nd2Fe14 B/α-Fe永磁材料磁性能的影响

采用快淬和晶化退火法制备了成分为Nd8.5Fe75-xCo5Cu1Nb1Zr3CrxB6.5(x=0.5,1,2)的纳米晶复合永磁合金.研究了Cr的添加对合金晶粒尺寸及磁性能的影响,结果表明适量Cr的添加能有效抑制磁性相晶粒长大,提高了合金的矫顽力.Cr含量为1%(at%),快淬速度为15.0m/s的合金经690℃/4min的晶化处理,由晶化磁粉粘结所得到的磁体最佳磁性能为:Br=0.62T,jHc=806.4kA/m,(BH)max=69.0kJ/m3.     

Fe74Al4Ga2P12B4Si4块体非晶合金的纳米晶化及软磁性能研究

采用铜模铸造法制备了厚2mm的Fe74Al4Ga2P12B4Si4块体非晶合金.利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究了其晶化行为和软磁性能.结果表明,非晶合金的玻璃转变温度Tg为457.35℃,晶化开始温度Tx为497.65℃.合金的过冷液相区宽度△Tx达到40.30℃,表明合金具有较大的玻璃形成能力.F74Al4Ga2P12B4Si4合金的晶化是二级晶化过程.经520℃等温退火后析出α-Fe相,其晶粒尺寸为15.9nm;而经550℃等温退火后析出α-Fe相及微量的A10.3Si0.7Fe3和Fe3B相,其中α-Fe相的晶粒尺寸为17.4nm.非晶合金的饱和磁化强度为108.816emu/g、矫顽力Hc为574.97Oe;经520℃等温退火后,纳米晶合金的饱和磁化强度为106.875emu/g、矫顽力Hc为94.16Oe.退火实验结果表明,纳米晶化对材料的饱和磁化强度没有显著影响,但会显著降低材料的矫顽力.     

Zr对Pr-Fe-B非晶合金晶化形成纳米晶合金的作用

从非晶合金化激活能的角度，分析了Pr-Fe-B非晶合金在退火过程中晶粒粗大的原因，揭示了Zr元素在其晶化过程中的作用，结果表明，Zr能改变Pr-Fe-B非晶合金中α－Fe相的晶化行为，有助于形成尺寸细小的α-Fe相。     

Ni-Fe-(Nb)-Si-B非晶合金的等温晶化与结构转变

采用旋铸急冷工艺在大气环境中制备出(Ni0.75Fe0.25)78-xNbxSi10B12(x=0,5)非晶合金带材.X射线衍射(XRD)分析表明样品为完全非晶态.用差热分析仪(DTA)在高纯氩气保护下测量了非晶薄带的Tg、Tx、Tm,并分析了其热稳定性.根据DTA结果分析表明,(Ni0.75Fe0.25)78Si10B12非晶合金退火温度为695,715,745和765K,在715和745K退火时,非晶基体上析出了单一的γ-(Fe, Ni)固溶体,平均晶粒尺寸分别约为10.3和18.5nm;765K退火后的结晶相为γ-(Fe, Ni)固溶体,Fe2Si,Ni2Si和Fe3B.(Ni0.75Fe0.25)73Nb5Si10B12非晶合金的退火温度为720,750和800K,退火后不能在非晶基体上析出单一的晶化相,晶化析出相为γ-(Fe, Ni)固溶体,(Fe, Ni)23B6,Ni31Si12和Nb2NiB0.16.