三元Fe_(1-x)Nb_9B_x非晶合金的非晶形成能力和软磁性能研究

为了研究三元铁基非晶合金的合金成分对非晶形成能力以及软磁性能的影响规律,采用单辊甩淬法制备Fe_(1-x)Nb_9B_x(x=19,20,21)合金薄带,用X射线衍射仪、差示扫描量热仪和振动样品磁强计对制备的合金薄带分别进行合金结构、合金的非晶形成能力以及软磁性能分析.研究结果表明:当合金成分中的铌(Nb)原子分数为9%时,随硼(B)原子分数在19%~21%范围内增加时,所制备的合金均为非晶带材.合金的过冷液相区(ΔTx)逐渐增大,表明非晶形成能力逐渐增强,最大的ΔTx=52K.这与热力学参数PHSS所预测的非晶形成能力的结果一致.饱和磁化强度(Ms)随Fe含量的降低,逐渐减小.Fe_(72)Nb_9B_(19)的Ms达到最大(Ms=65emu·g~(-1)).     

非晶合金Fe_(73.5-x)Cr_xSi_(13.5)B_9Nb_3Au_1(x=0,3,5)的临界现象

利用修正Arrott图方法研究了类Finemet的非晶合金Fe73.5-xCrxSi13.5B9Nb3Au1(x=0,3,5)的居里温度TC和铁磁-顺磁相变临界指数β,γ和δ.研究显示:所有样品的居里温度和临界指数都能很好地满足临界领域的磁性状态方程;随着Cr掺量的增加,居里温度逐渐减小;临界指数β和δ值的变化显示,相变类型从短程相互作用的3D海森堡模型逐渐变为长程相互作用的平均场模型.上述结果说明,Cr掺杂使得非晶合金Fe73.5-xCrxSi13.5B9Nb3Au1减弱了磁相互作用强度,同时扩展了磁相互作用力程.     

Fe_(71-x)Nb_9B_(20)W_x磁性非晶合金玻璃形成能力及热稳定性研究

为了研究W元素部分替代Fe元素对Fe基非晶合金热稳定性和软磁性能的影响规律,文中采用单辊旋淬法制备了Fe_(71-x)Nb_9B_(20)W_x(x=1,3,5)非晶合金带材,利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)及振动样品磁强计(VSM)等手段测试Fe_(71-x)Nb_9B_(20)W_x非晶合金的热学性能和软磁性能。研究结果表明:Fe基非晶的晶化过程与W含量密切相关,随着W含量的增加,合金由两次晶化过程转变为一次晶化过程。添加W元素能够有效提高Fe基非晶合金的玻璃形成能力,改善合金的热稳定性。Fe_(66)Nb_9B_(20)W_5非晶合金具有优异的热稳定性和较高的非晶形成能力,过冷液相区宽度T_x和晶化起始温度T_(x1)分别高达58 K和928 K。合金的饱和磁感应强度M_s和矫顽力H_c分别为42～90 emu·g~(-1)和0.61～6.59 Oe,其中M_s随着W含量的增加而降低。     

Ta元素对Ni_(68.6)Cr_(8.7)Nb_((3-x))P_(16.5)B_(3.2)Ta_x非晶合金性能的影响

利用XRD、DSC、电化学工作站和SEM方法研究了不同含量的微量元素Ta的添加对Ni_(68.6)Cr_(8.7)Nb_((3-x))P_(16.5)B_(3.2)Ta_x(x=0、0.1、0.3、0.5、0.7、1,at%)合金的非晶形成能力、热稳定性和耐腐蚀性能的影响。研究表明,当x=0.5时,直径为1.5mm的Ni_(68.6)Cr_(8.7)Nb_(2.5)P_(16.5)B_(3.2)Ta_(0.5)合金棒为完全非晶结构,而x为其他值时,则有晶态相析出;适量Ta元素的添加提高了该Ni基非晶合金体系的热稳定性能,当x=0.5时合金的热稳定性能最好,之后热稳定性能开始下降;在1mol/L H_2SO_4溶液环境下,随Ta元素含量的增加,Ni基非晶薄带的耐腐蚀性逐渐增强,当x=0.5时非晶薄带的耐腐蚀性能最强。     

Fe_(36)Co_(36)Si_4B_(20)Nb_4非晶合金条带软磁性能的研究

调整Fe_(36)Co_(36)Si_4B_(20)Nb_4非晶合金条带的制备工艺,对该合金成分条带进行DSC检测,以确定退火温度。分别对制备好的条带进行退火处理,对退火后的条带进行XRD检测,根据结果确定退火前后的条带为非晶条带。分别对退火前后的条带进行软磁性能的检测,结果表明:适当调整制备工艺,可以使未经退火的非晶条带的综合软磁性能得到明显提高。     

镁基大块非晶合金的制备与性能研究

采用铜模浇铸的方法成功制备了最大直径为12mm的Mg65Cu20Ag5Gd10非晶合金,并对其结构、热稳定性能、非晶形成能力、压缩性能及断口形貌进行了分析.结果表明,Mg65Cu20Ag5Gd10具有较强的玻璃形成能力和良好的热稳定性能;合金的断裂强度达895MPa,弹性应变为2.35%.     

Zn_(1/3)Nb_(2/3)含量对xPMnS-(1-x)PZN性能的影响

以xPMnS-(1-x)PZN四元系压电陶瓷为研究对象,通过研究Zn1/3Nb2/3含量的变化对0.5PMnS-0.5aPZN材料结构与性能的影响,获得具有高压电活性的0.5PMnS-0.5aPZN陶瓷材料。结果表明,四方相结构的0.5PMnS-0.5aPZN材料压电活性优于三方相结构,性能最好的组成位于MPB(四方相边界)附近靠近四方相含量较高的区域,组成Zn1/3Nb2/3含量的变化影响了MPB的位置。     

Gd_(60-x)Ho_xCo_(20)Al_(20)非晶合金的磁热效应研究

本文利用单辊熔体快淬法成功制备了Gd_(60-x)Ho_xCo_(20)Al_(20)(x=0-40)非晶合金,并系统研究了其磁性和磁热效应。研究发现:通过Ho替代Gd可实现相变温度在44~112K宽温区内连续可调,并在各自相变温度附近发生铁磁(亚铁磁)—顺磁二级相变。在0~5T外磁场变化下,Gd_(60-x)Ho_xCo_(20)Al_(20)非晶合金磁熵变峰值分别为7.91(x=0),9.22(x=10),8.85(x=20),8.56(x=30),9.83(x=40)J·kg-1·K-1,Gd30Ho30Co20Al20和Gd20Ho40Co20Al20非晶合金的半高宽分别为~60K和~70K,磁制冷效率为~590和~599J·kg-1,有望应用于液氮温区制冷。     

铝基非晶合金的研究与发展

与传统的晶体铝合金相比,非晶铝合金具有优异的性能,近年来发展十分迅速.主要介绍了铝基非晶合金的研究历史、制备、晶化和热稳定性、力学性能及应用展望.     

V含量对Fe_(74.7-x)Cu_(0.8)Nb_2V_xSi_(11.5)B_(11)纳米软磁合金结构及性能的影响

在室温下,用Mossbauer谱和透射电子显微镜（TEM）考查了纳米晶Fi(74.7-x)Cu(0.8)Nb2VxSi(11.5)B(11)（x=1．2,1．5,2．0）合金的显微组织．研究了V对α-Fe（Si）晶粒的体积分数、平均直径、α-Fe（Si）中的出含量以及合金性能的影响,对实验结果作了初步的定性解释．     

Nd_(8.5)Fe_(84)Nb_(0.5)Zr_(0.5)B_6Cu_(0.5)稀土永磁合金磁性能的研究

采用熔体快淬法制备出了不同快淬速度(铜轮转速)的Nd8.5Fe84Nb0.5Zr0.5B6Cu0.5稀土永磁合金条带,研究了制备工艺和晶化工艺对该合金磁性能的影响.研究结果表明:快淬速度对该合金的磁性能有很大的影响,合金在20 m/s快淬时磁性能最佳;晶化温度过高或者晶化时间过长,都会造成晶粒尺寸过大,其比表面积减小;晶化温度过低或者晶化时间过短,晶化不完全,造成软、硬磁性相析出较少和大量非晶相的存在,都阻碍软、硬磁性之间的交换耦合作用,影响合金磁性能的提高.经最佳晶化工艺处理后合金在20 m/s快淬时具有最佳磁性能,即剩余磁饱和强度Br=0.72 T、矫顽力Hc=380.98 k A/m和最大磁能积(BH)max=103.72 k J/m3.     

BaTiO_3-Bi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3弛豫铁电陶瓷结构、介电与储能性能研究

采用固相法制备(1-x)BaTiO_3-xBi(Ni_(2/3)Nb_(1/3))O_3(x=3,5,7,10,15,20mol%)(简称BTBNN)弛豫铁电陶瓷,研究了BTBNN陶瓷的结构、介电性能和铁电性能.研究结果表明,Bi(Ni2/3Nb1/3)O3(简称BNN)可以有效降低BaTiO3陶瓷的烧结温度.XRD表明BTBNN陶瓷的晶体结构随BNN含量的增加从四方相转变为伪立方的钙钛矿结构.介电温谱结果表明BTBNN陶瓷表现出弛豫铁电陶瓷的特征,最大介电常数εm随BNN含量增加逐渐减小,而最大介电常数对应的温度Tm呈现先减小后增加的趋势.当x=20mol%时,BTBNN陶瓷获得250kV/cm的击穿电场和2.03J/cm3的可释放能量密度.     

金属间化合物Sm_3(Fe_(1-x)V_x)_(29)的结构及其微观机制研究

利用X射线衍射,金相显微镜,能谱分析以及差示扫描量热(DSC)等手段对金属间化合物Sm3(Fe1-xVx)29(x=0.01,0.03,0.05,0.08,0.1)的结构及其微观机制进行了研究.结果表明,金属间化合物Sm3(Fe1-xVx)29(x=0.01,0.03,0.05,0.08,0.1)的结构均为3:29型结构,并且随V含量增加,金属间化合物Sm3(Fe1-xVx)29的晶格常数和晶胞体积V均呈减少趋势.当x>0.05时,金属间化合物Sm3(Fe1-xVx)29中的杂质相明显呈现出来.随着V含量的增加,居里温度(TC)呈单调上升趋势.     

混合稀土铁石榴石(HoYbBi)_3Fe_5O_12单晶磁光性能的研究

为了改善用于光隔离器中的掺铋稀土铁石榴石的法拉第旋转温度稳定性 ,采用高温溶液法 ,以Bi2 O3 /B2 O3 为助熔剂生长掺铋混合稀土铁石榴石 ( Ho Yb Bi) 3 Fe5O1 2 (简称 :Ho Yb Bi IG)单晶 .在近红外波段测量了晶体的法拉第旋转谱和光吸收损耗谱 .当 λ=1 .5 5 μm时 ,Ho Yb Bi IG单晶的比法拉第旋转角θF 和磁光优值分别为 :- 767.0 deg/cm和 4 5 deg/d B;在 1 0～ 1 1 0℃温度范围内测得 Ho Yb Bi IG单晶的法拉第旋转温度系数 ( FTC)为 1 .8%,在目前所知磁光晶体中属最小 .研究结果还表明 ,将两种法拉第旋转温度系数符号相反的石榴石型材料进行复合 ,是一种行之有效的改善晶体材料法拉第旋转温度稳定性的方法     

Ca_8(Al_(1-x)Ni_x)_3合金的相结构

研究了Ca8(Al1-xNix)3(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金的相结构及相组成。结果表明,当x=0时,合金中只有Ca8Al3相存在;当x=0.1,0.2,0.3时,合金中除Ca8Al3相外,出现NiAl相和Ca,随着x的增大,Ca8Al3相逐渐减少,而NiAl相和单质Ca大幅度增多;当x进一步增大到0.4时,Ca8Al3相完全消失,合金仅是由NiAl和Ca相构成。     

钴基非晶合金滑动磨损行为的研究

测定了两种钴基非晶合金耐磨性随摩擦速度的变化．结果表明，无论是制备态还是摩擦时形成的氧化膜均能降低非晶合金的磨损系数．     

Er~(3+)掺杂68Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-32PbTiO_3弛豫铁电晶体光学性能的研究

为了改善弛豫铁电单晶的光学性能,实验采用稀土离子掺杂的方式,使用高温溶液法生长了Er~(3+)掺杂68Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-32PbTiO_3(PMN-32PT)弛豫铁电晶体,利用红外分光光度计和荧光/磷光/发光分光光度计研究了晶体的光学性能.实验结果表明:Er~(3+)掺杂PMN-32PT晶体在红外波段(3~12μm)的透过率达到66%;在491nm激发光作用下,得到中心波长为530nm和550nm的绿光及650nm红光发光带,晶体具有下转换发光特性;在800nm激发光作用下,产生中心波长为530nm和543nm的绿光发光带,晶体呈现出Er~(3+)离子特有的上转换荧光发射,具有上转换发光特性.     

LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5.1贮氢合金的电化学性能

在低钴AB5型贮氢合金LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1(x=0．25，0．38，0．56，0．74)中，加入纯La调整富Ce混合稀土中的La含量，测试了合金的电化学性能，研究了La含量的变化对LaxMm1-x(NiCoMnCuAl)5．1合金晶格参数、热力学参数及电化学性能的影响。结果表明，合金的晶格常数、晶胞体积及标准生成焓的绝对值随La含量的增加而增大，La含量的增加对提高铸态及快淬态合金的容量有利，但使得电化学循环稳定性及放电平台压下降，La含量的变化对合金的活化性能基本没有影响，铸态和快淬态合金通过1～2次循环均可完全活化。     

Fe_(74)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_(6.5)纳米晶丝的巨磁阻抗效应

采用熔融抽拉法制备了Fe74Cu1Nb3Si15.5B6.5非晶丝材料.分别研究了不同温度和交流电流退火后该种丝的GMI效应,结果发现两种退火方式都能够使其GMI效应显著增强且电流退火更有利于GMI效应.当退火电流密度为1.3×107A/m2时,样品最大GMI比率达到338%,高于550℃退火后的最大GMI比率320%.分析表明两种退火方法都使材料中析出α2Fe(Si)纳米晶粒,大大改善了材料的软磁性能和GMI效应.     

大块非晶合金的性能特点与应用

结合作者近年来的科研工作,归纳总结了大块非晶合金的力学性能、粘滞流动性、耐蚀性能和磁性能特点,并通过介绍大块非晶合金的应用实例,展现了大块非晶合金的美好未来。