Corrosion Resistance of FeSiB and FeCuNbSiB Alloys and Its Influence on Their Soft Magnetic Properties in NaOH Solution

非晶Fe78Si9B13和纳米晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金由于具有低矫顽力、高磁导率和高饱和磁通密度等特点而受到广泛关注。研究了Fe78Si9B13及Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金在NaOH(pH=9~10)溶液中的耐腐蚀性能,及其对软磁性能的影响。分析了经腐蚀后合金的有效磁导率、矫顽力和饱和磁感应强度等软磁性能的改变。样品用X射线衍射和3D高景深显微镜进行表征。结果显示:腐蚀后溶液中有橙色铁的氧化物产生,合金结构保持不变。经腐蚀后Fe78Si9B13及Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的软磁性能下降,且Fe78Si9B13非晶合金的有效磁导率ue和饱和磁感应强度Bs比Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金下降快。     

铁基非晶及纳米晶合金在NaOH溶液中的耐蚀性比较

冶炼制备了纳米晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1和非晶带材Fe78Si13B9。在电化学工作站上测试了两种合金在不同浓度的NaOH碱溶液里的极化曲线。随着NaOH溶液浓度的不同,非晶Fe78Si13B9和纳米晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1合金极化曲线具有相似的变化规律,且纳米晶合金比非晶合金的腐蚀电位要高,耐腐蚀性要好。     

用于制备贴片电感的铁基非晶软磁合金的晶化过程研究

本研究用软磁性能优良的铁基非晶软磁合金作为贴片电感的磁芯材料,通过XRD、TEM等分析测试研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 非晶软磁合金的热处理纳米晶化过程中的结构和组织形貌变化.结果证明:铁基非晶软磁Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的晶化过程主要发生在500℃之后,当退火温度在520～600℃时,纳米晶粒晶化充分且分布较为均匀,使材料具有较好的软磁性能,这为贴片电感的制备莫定了基础.     

Fe73.5Cu1Nb3-xTixSi13.5B9 (x=0, 1, 2, 3)合金粉的结构与磁性

将Fe73.5Cu1Nb3-xTixSi13.5B9(x=0,1,2,3)合金快淬带进行高能球磨制成粉末样品,在550℃真空退火1h,研究了磁粉的相结构及磁性。结果表明,随球磨时间延长,不添加Ti的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金中析出晶化相的晶格常数增大。添加Ti的Fe73.5Cu1Nb3-xTixSi13.5B9(x=0,1,2,3)合金在球磨60h后再退火,可以得到单一α-Fe(Si)软磁相,且随Ti含量增大,析出晶化相的晶格常数减小,饱和磁化强度增大、矫顽力降低。     

Effect of Copper and Niobium Addition on Crystallization Kinetics in Fe-Cu-Nb-Si-B Alloys

在差热扫描分析仪上以不同加热速率测试非晶 Fe78Si11B9和纳米晶 Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3合金晶化情况,采用Kissinger方程计算非晶Fe78Si11B9合金的激活能为(370±3) kJ,Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3纳米晶第一晶化相的激活能为(295±5) kJ;提出纳米晶Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3合金初晶相激活能较低与率先析出的Cu簇刺激晶化相析出有关;分析了Cu簇的析出动力学,计算出Fe73.5Cu1B7Si15.5Nb3合金在773 K保温3600 s时Cu簇的生长平均半径为3 nm,在773 K保温2.5 h时,最大析出体积密度为3.7 ×1024/m3;计算结果与K. Hono试验观察结果一致(在 673 K保温 3600 s,平均半径3 nm,析出Cu簇的密度数量级在1024/m3)。     

新型Nanoperm合金的软磁性能研究

观察了新开发的Nanoperm型纳米晶合金（Fe90Zr3.5Nb3.5B3）95Cu1Si4在500℃-600℃退火态的磁导率，饱和磁通密度和矫顽力行为，并初步分析了软磁性能变化的机理和原因。     

磁致非晶合金纳米晶化及软磁性的优化

采用低频脉冲磁场对非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9进行处理,用穆斯堡尔谱和透射电子显微镜分析了脉冲磁场处理前后非晶合金样品的微结构。结果表明,脉冲磁场处理致非晶合金在室温下发生了初始纳米晶化。利用交变梯度磁强计、自制磁致伸缩系数测量仪测量低频脉冲磁场处理前后样品的矫顽力Hc、饱和磁化强度Ms、起始磁导率μi和磁致伸缩系数λ。结果显示,低频脉冲磁场处理后样品的μi整体增大,Hc、λs总体低于制备态非晶合金,这表明低频脉冲磁场处理优化了非晶合金的综合软磁性能,样品软磁性优化程度与脉冲磁场处理参数有关,脉冲频率f=30Hz、作用时间t=4min不变,脉冲磁场强度Hp=250×79.6A/m处理参数下,样品的软磁性能最佳。     

脉冲电流处理对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带晶化和显微硬度的影响

脉冲频率为50 Hz、电流密度为1750 A/mm2的高强脉冲电流使Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带在低于非晶转变温度100 K的条件下实现了短时晶化.脉冲电流能促进原子迁移,加速原子和原子团扩散,使Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带发生结构弛豫,使显微硬度由原始态非晶的8.2逐渐增至约9.0.进一步延长脉冲电流作用时间,非晶薄带发生显著晶化,大量析出平均尺寸约为8.5 nm的α-Fe(Si)相,其显微硬度则急剧增至12.4以上,增幅约达50%.在高强脉冲电流作用下,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带可在约30 s的时间内基本完成纳米晶化过程,而等温退火晶化则需要约1 h.     

铁基纳米晶软磁材料的退火工艺研究

采用XRD、DSC、VSM等分析检测方法,研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9软磁材料的最佳退火工艺。结果表明:合金经550℃×1h退火后可获得由纳米晶α-Fe(Si)相和少量非晶相所组成的复相组织,具有优异的综合软磁性能。随退火温度的升高,α-Fe(Si)软磁相晶粒尺寸逐渐增加,Fe2B硬磁相不断析出,从而导致合金的软磁性能下降。     

柔性压磁复合材料的力学和磁特性研究

以硅橡胶为基体、非晶粉Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9为增强材料,制备了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9/硅橡胶柔性压磁复合材料。利用CSS-3901D电子蠕变松弛试验机和力磁耦合加载试验机得到了该复合材料压缩性能、蠕变性能和磁感应强度的变化规律,分析了环境温度、白炭黑含量和热处理工艺等对材料力学性能和初始磁导率的影响。结果表明,气相白炭黑含量对该复合材料力学性能影响较大,而对非晶粉热处理工艺的影响较小;非晶粉的热处理可提高该复合材料的初始磁导率,降低磁阻抗效应。     

退火工艺对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶带材耐腐蚀性能的影响

采用电化学方法研究了退火工艺对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶带材耐腐蚀性能的影响.用差热分析仪分析了该纳米晶带材的晶化过程,利用X射线衍射仪对经不同温度退火后的非晶带材的晶态结构进行了分析,并用恒电位法测试了样品在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明,在3.5%NaCl溶液中,经过不同温度退火后的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶带材的耐腐蚀性能随退火温度的升高呈先增加后降低的趋势,其中530 ℃退火后的样品具有最好的耐蚀性.     

退火温度对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶带材软磁性能的影响

采用单辊法制备了宽20 mm、厚25μm的Fe78Si9B13非晶带材,再将非晶带材进行不同温度的退火处理,研究了退火温度对其软磁性能的影响。结果表明,随退火温度的升高,Fe78Si9B13非晶带材的初始磁导率、饱和磁感应强度、矫顽力和电感呈先增大后减小的趋势;当退火温度达到400℃时,其综合软磁性能最佳,初始磁导率为6.648 K,饱磁感应强度为1.517 T,矫顽力为15.73 A/m。当退火温度达到450℃时,其磁导率受磁场强度的影响很小,呈现出恒导磁特性。     

Fe76.9Cu0.6Nb2.5Si13B7合金结构和性能的研究

本文研究了Fe76．9Cu0．6Nb2．5Si1387纳米晶软磁合金的晶化过程及软磁性能。Fe76．9Cu0．6Nb2．5Si1387纳米晶软磁合金具有优良的软磁性能：高饱和磁感应强度、高初始磁导率、低矫顽力、低损耗。本文中对损耗P进行了拟合分析，当Bm=0．1～0．7T、f=10～300kHz时，损耗P可近似地表示为：P=0．63f^1.72B^2m。我们采用晶化过程中电阻测量及X射线衍射方法研究了该合金的晶化过程，研究表明该合金在很宽的温度范围内进行退火处理都只存在单一的α-Fe(Si)析出相。     

表面处理和温度对非晶/纳米晶磁芯软磁性能的影响

用宽20 mm、厚25μm的Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶带材绕制成环形磁芯,再经550℃×100 min晶化退火处理制成非晶/纳米晶磁芯。研究了环氧树脂封装和测试温度对其软磁性能的影响。结果表明,与环氧树脂封装前相比,封装后的起始磁导率、最大磁导率、饱和磁感应强度和电感减小;矫顽力、磁滞损耗和剩磁增大;磁化曲线和磁滞回线基本上重合。随测试温度的升高,环氧树脂封装前后的起始磁导率和电感均呈先增大后减小的趋势;饱和磁感应强度均减小;矫顽力均增大。     

高导磁纳米晶Fe67.9Cu0.5 Nb0.6Cr3V1Si14B13合金的高频磁性能

报道了新开发的纳米晶Fe67.9Cu0.5Nb0.6Cr3V1Si14B13合金的综合磁性能.新合金的直流起始磁导率和矫顽力水平分别为7.8×104和0.8Am-1.在Bm=0.3T,f=100kHz和Bm=0.2T,f=200kHz条件下,铁损分别为544kW·m-3和830kW·m-3,这可与纳米晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的相比,但比优良的功率Mn-Zn铁氧体H7c4的低得多.在直到1MHz的频率范围内考查了弱场磁导率的频散特性.在f=20～103kHz和Bm=0.01～1.0T范围内,考查了高频矫顽力和Bm的关系.在f=20～103kHz和Bm=0.05～0.9T范围内,描述了铁损和f及Bm的关系.     

Influence of High-temperature Oxidation on Soft Magnetic Properties of Fe78Si9B13 Amorphous Alloy

研究了高温氧化对铁基非晶Fe78Si9B13合金软磁性能的影响。结果表明:非晶Fe78Si9B13合金带材经高温氧化处理后,在其表面形成了一层厚度约为10μm的高电阻率铁的氧化物层;Fe78Si9B13合金高温氧化磁化变得困难,且饱和磁感应强度Bs由氧化前的Bs=1.42~1.46 T下降到氧化后的Bs=1.29~1.38 T。同时,对非晶Fe78Si9B13合金带材经高温氧化处理后磁化困难的原因进行了讨论。     

高温氧化对铁基非晶Fe_(78)Si_9B_(13)合金软磁性能的影响（英文）

研究了高温氧化对铁基非晶Fe78Si9B13合金软磁性能的影响。结果表明:非晶Fe78Si9B13合金带材经高温氧化处理后,在其表面形成了一层厚度约为10μm的高电阻率铁的氧化物层;Fe78Si9B13合金高温氧化磁化变得困难,且饱和磁感应强度Bs由氧化前的Bs=1.42~1.46 T下降到氧化后的Bs=1.29~1.38 T。同时,对非晶Fe78Si9B13合金带材经高温氧化处理后磁化困难的原因进行了讨论。     

FeCuNbSiB 非晶合金的纳米晶化及其软磁性能

采用单辊快淬法制备了宽2 mm,厚20 μm的Fe75.5Cu1 Nb3 Si13.5B7非晶薄带,通过等温退火得到了非晶纳米晶双相结构的软磁性材料,纳米晶平均晶粒尺寸为8～11 nm.利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)研究了非晶晶化后的组织与性能,发现非晶基体上析出了单一bcc结构的a-Fe(Si)固溶体.研究了Fe基合金在不同退火条件下纳米晶化后的软磁性能,结果表明:在783～865 K退火1 h后,可获得较高的饱和磁感应强度Bs 和较低的矫顽力Hc,并且在823 K退火1 h后,表现出最佳的软磁性能,饱和磁化强度Bs 为135.266 Am2·kg-1,矫顽力Hc最低为1.8 A·m-1.     

节能变压器用非晶合金的改性研究

采用分段机械球磨-放电等离子烧结法,进行了节能变压器用新型非晶合金Fe77Si9B13Ce0.5Nb0.2Cr0.3,并进行了XRD、SEM分析和软磁性能、力学性能和耐腐蚀性能的测试。结果表明,与现有非晶合金Fe78Si9B13相比,该新型非晶合金的软磁性能、力学性能和耐腐蚀性能均得到明显改善,其中初始磁导率和饱和磁感应强度分别增加了70%、32%,20℃时试样的抗拉强度和伸长率分别增加36%、4.4%,腐蚀电位正移268 m V。     

Finemet型纳米晶软磁合金的双团簇特征与成分优化

基于Finemet合金的成分及其非晶前驱体的晶化特征,提出了Finemet型合金的"双团簇"结构模型和团簇式成分,即Finemet合金的非晶前驱体可看作由2类团簇结构构成:一种为基于a-Fe(Si)有序固溶体(例如Fe_3Si相)的[Si-Fe_(14)](Cu_(1/13)Si_(12/13))_3弱稳定团簇结构;另一种为对应于Fe-B-Si-Nb系块体非晶合金的[(Si,B)-B_2(Fe,Nb)_8]Fe强稳定团簇结构。将2种团簇成分式按等比例混合,设计并制备了多个新成分合金。热分析和磁性测量结果表明,所有成分的非晶样品均显示多峰晶化特征,其中,[(Si_(0.8)B_(0.2))-B_2Fe_(7.2)Nb_(0.8)]Fe+[Si-Fe_(14)](Cu_(1/13)Si_(12/13))_3(即Fe_(74)B_(7.33)Si_(15.23)Nb_(2.67)Cu_(0.77))非晶两晶化峰的峰间距(ΔT_p=T_(p2)-T_(p1))最大,约为192 K。该非晶样品在813 K等温退火60 min后获得典型的纳米晶/非晶复相结构,其饱和磁化强度B_s约为1.26 T,矫顽力H_c约为0.5 A/m,1 k Hz下的有效磁导率m_e约为8.5×10~5。新成分纳米晶合金的综合软磁性能均优于典型成分为Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Cu_1Nb_3的已有Finemet纳米晶合金。