磁场退火对纳米晶合金软磁性能的影响

利用真空退火,将非晶合金纳米晶化,并通过XRD试验手段验证了其纳米晶结构,研究了磁场退火对纳米晶合金软磁性能的影响。研究表明,在外加磁场条件下,对Fe_(74.5)Cu_1Nb_2Si_(13.5)B_9、(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Ni_(25)(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(48.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9纳米晶合金进行二次热处理,可以不同程度地减小合金的饱和磁致伸缩程度。然而,磁场退火后纳米晶合金在较低温度下的初始磁导率出现了不同程度的降低,原因可以归结为:在磁场退火的过程中,感生出的单轴各向异性增加了合金总的各项异性。     

非晶合金条带Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9的晶化动力学研究（英文）

采用差式扫描量热方法进行热分析实验,研究不同加热速率下非晶合金条带Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9的晶化动力学特性。DSC曲线的晶化温度和晶化峰值温度随着加热速率的增高而向高温方向迁移,说明合金的晶化过程表现出明显的动力学特性。建立基辛格模型,拟合动力学模型函数对结晶率的实验曲线,可以获得动力学参数值,得出晶化激活能的数值为2.89 e V。研究表明:对于Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9合金,采用经验的双参数Sestak-Berggre模型能更加定量描述其晶化过程,而Johnson-Mehl-Avrami模型适宜在较低加热速率下描述。     

Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金的晶化动力学

用差热分析(DTA)结合X射线衍射(XRD),研究了Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金的晶化动力学。结果表明:温度在0～700℃范围内,该合金的晶化相为α-Fe和Fe_2B;α-Fe相晶化表观激活能为452.39kJ/mol,Fe_2B相的晶化表观激活能395.23kJ/mol;两相在晶化初期激活能最小,随晶化量X_c的增加而迅速增大,在α-Fe的体积分数为30％～80％,Fe_2B的体积分数为40％～80％时,呈现极大值。     

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。     

FeCuNbSiB非晶薄带磁感应效应研究

研究了频率为40kHz时,线圈匝数、薄带长度和励磁电压幅值对经300℃×1h退火处理Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶薄带的磁感应效应及磁感应效应变化幅度的影响.结果表明:磁感应效应随着线圈匝数的增多、薄带的加长以及励磁电压幅值的增大而增强.磁感应效应变化幅度随着励磁电压幅值的增大而增大,随着线圈匝数的增多和薄带的加长呈现出先增大后减小的趋势.     

冷却速率对FeSiBCuNb合金条带磁学和耐腐蚀性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD),振动样品磁强计(VSM),电化学工作站以及扫描电子显微镜(SEM)等试验仪器对辊速为14.65和43.96 m/s旋淬制备的Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Cu_1Nb_3(C1和C2)合金条带进行了测试分析。XRD结果显示,低冷速下制备获得了非晶/纳米晶双相(C1)合金,高冷速制备的合金(C2)为非晶态。VSM结果显示,C1和C2合金均具有优异的软磁性能。低冷速制备的纳米晶(C1)合金相比高冷速制备的非晶态(C2)合金具有较强的磁各向异性,C1合金磁各向异性的增强是由纳米晶相的键对有序性以及纳米晶相与非晶基体相互作用引起的磁弹各向异性所致。合金的电化学测试显示,C2合金耐腐蚀性能要好于C1合金,合金耐腐蚀性能的差异与制备过程中不同冷速所导致的合金表面组织结构和应力不均匀性相关。     

Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金薄膜压磁效应的特征及负压磁效应（英文）

以Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金薄膜作为研究对象,研究了其压磁效应的特征及其负压磁效应现象。结果表明,淬态下的Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金薄膜在0～0.66 kPa压力带具有显著的正压磁效应,随着压应力增大,薄膜电感值下降。当压应力σ=0.66 kPa时,压磁效应值SI达到5.5%;环境温度对压磁效应灵敏度有影响,在20～30℃范围内,压磁效应和灵敏度稳定性最好,随着环境温度升高,薄膜灵敏度和压磁效应值均降低;薄膜经过退火处理后,薄膜内应力状态会发生变化,当退火温度≥350℃时,薄膜的压磁效应类型由"正压磁效应"转变为"负压磁效应",且随着薄膜中内应力降低,|SI|值下降,且薄膜的压磁效应受环境温度影响减小。当退火温度为555℃,σ=0.44 kPa时,|SI|值仅为0.59%;当退火温度达到薄膜的晶化温度时,薄膜的压磁效应受环境温度影响最小。     

双喷嘴快淬法制得的非晶/晶体Fe_(55)Ni_(20)Cu_5P_(10)Si_5B_5

正Krzysztof Ziewiec等人采用双喷嘴快淬法制造Fe_(40)Ni_(40)P_(10)Si_5B_5和Fe_(70)Cu_(10)P_(10)Si_5B_5合金混合物,是两种液相不互溶的合金。根据Fe_(70)Cu_(10)P_(10)Si_5B_5合金试验,选择适宜快淬温度。双喷嘴快淬制得Fe55Ni20-Cu5P10Si5B5合金,晶体沿非晶带和非晶/晶体的快淬方向排列。Fe_(55)Ni_(20)Cu_5P_(10)Si_5B_5合金由于加热而晶化,析出带状微结构。双喷嘴得到的非晶相比单一喷嘴快淬法多。对双喷嘴快淬法制得的合金的结构、相成分     

Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Nb_3Cu_1纳米晶合金的粘度特征

研究了Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Nb_3Cu_1纳米晶合金高温下的粘度随温度的演化规律,发现其在1 400℃附近存在一个不可逆结构转变。在1 350℃之前升降温,则粘度曲线完全可逆。而在不同温度下进行弛豫,则温度越高,达到平衡所需要的时间越短,证实了结构转变的存在。据此对熔体进行不同温度的过热处理发现,过热有助于细化组织结构。这为纳米晶合金熔体认知及带材制备提供了理论参考。     

非晶合金Fe_(80-x)Cu_xSi_5B_(15)和(Fe_(1-y)Co_y)_(82)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)的晶化行为

用X射线衍射、吸收和内转换电子发射Mossbauer谱技术,研究了Fe_(80-x)Cu_xSi_5B_(15)和(Fe_(1-y)Co_y)_(82)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)两系列非晶合金的晶化行为.单辊急冷法制备的非晶带,晶化首先从贴辊面开始,晶化产物为α-Fe相.在Fe_(80)Si_5B_(15)非晶合金中以少量Cu替代Fe可以提高晶化温度.我们的结果表明,过渡金属的含量超过80at.-%,如增加到82at.-%,晶化温度就明显降低.所研究两系列含Si的铁基非晶合金在400—450℃范围内退火2h,都出现α-Fe,Fe_3B和Fe_2B三种晶态相共存状态.退火温度再升高,亚稳相Fe_3B逐渐转变为Fe_2B和α-Fe.     

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。     

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)。     

测量非晶合金激活能的新方法

介绍了一种测量非晶晶化激活能的新方法－MTGA法。分别用DSC和MTGA研究了Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金的晶化动力学。结果表明,MTGA法不但比DSC法能更加详细反映出晶化动力学和相变的过程,而且用DSC和MTGA测量的α－Fe(Si)相的晶化激活能基本一致。     

Fe基非晶及纳米晶合金的制备和电化学腐蚀行为

分别采用单辊甩带法和非晶晶化退火法制备出非晶及纳米晶合金Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1;利用DSC、XRD和TEM对该非晶合金的晶化行为进行了分析;并用电化学极化曲线的方法和电化学阻抗技术研究了该非晶合金经不同温度退火后在1mol/LHCl溶液里的电化学腐蚀行为。结果表明,该非晶合金的晶化过程出现2个阶段。当退火温度为500℃时,合金尚未晶化,仍保持非晶态;当温度达到550℃时,出现了晶化衍射峰,晶粒平均直径约13nm;当温度达到600℃时,晶粒平均直径约为15nm。经过退火得到的纳米晶合金的腐蚀电位大于未退火的非晶,且阳极电流密度变得更低,表明纳米晶状态时的耐腐蚀性能比非晶状态的更好。该非晶合金未退火、550℃退火和600℃退火时的EIS均由单一容抗弧构成,具有一时间常数;且随着退火温度升高,电化学反应电荷转移电阻在增大。     

退火工艺对FeCuNbSiB非晶薄带的磁感应效应的影响

研究了频率、磁场及退火工艺对Fe73.5Cu1Nb3Si3.5B9非晶薄带的磁感应效应及磁感应效应变化幅度的影响。结果表明：非晶薄带的磁感应效应随着频率的升高而增强,随磁场的增强而减弱;非晶薄带的磁感应效应变化幅度随磁场的增强而增大,随频率的升高而减小;与淬火态非晶薄带相比,退火可以提高非晶薄带的磁感应效应变化幅度。且经300℃×1h退火后非晶薄带的磁感应效应变化幅度最大,当测试频率为0．8MHz时,磁场为1412A／m时。淬火态非晶薄带的磁感应效应变化幅度为1．50V,经300℃×1h退火后非晶薄带的磁感应效应变化幅度为1．77V。     

纳米晶Fe_（73．5）Cu_1Nb_3Si_（13．5）B_9合金中缺陷及内应力的分布研究

用正电子湮没技术和微观磁学方法研究了纳米晶Ｆｅ_（７３．５）Ｃｕ_（１）Ｎｂ_（３）Ｓｉ_（１３．３）Ｂ_９合金结构缺陷在退火过程中的变化规律，表明晶化初期形成的界面结构只引入少量的缺陷，晶化后期由于出现大量晶界，缺陷浓度急剧上升；非晶制备过程中以及晶化时引入的准位错偶极子造成的应力场对其软磁性能有很大的影响，并可以解释在最佳退火温度的磁性行为。     

NEWLY-DEVELOPED AND CHEAP NANOCRYSTALLINE Fe-Cu-Nb-Mo-Si-B ALLOYS FOR SWITCHING MODE POWER SUPPLY

1.IntroductionFe--basednanocrystallinealloysexhibitmuchsuperiorsyntheticalsoftmagneticpropertiestothoseofpowerMn--Znferrites,whichisveryfavorableformakingmagneticcoreofmaintransformerinswitchingmodepowersupplywithlargeroutputpower.Thepreviously-developedandtypicalnanocrystallineFe,,.,Cu,Nb,Si,,.,B,11]andFe73.ICul.2Nb,.,Si,,.,B,,lz]containmoreexpensiveNbandtheiras--quenchedamorphousribbonsareratherbrittle.PartlyreplacingNbbymuchcheaperMo,wehavedevelopedtwonewtypenanocrystallineFe73.SCu1…     

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶丝扭矩阻抗（TGI）效应的研究

本文研究了测量频率、焦耳退火处理及扭矩焦耳退火处理对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶丝TGI效应的影响。实验表明淬态Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶丝TGI效应的最佳测量频率为7 MHz;对样品进行焦耳退火处理可以提高样品的阻抗变化率,测量频率为7 MHz时,焦耳退火处理的最佳电流密度为32 A/mm2,最大阻抗变化率达198%;扭矩焦耳退火处理后,样品TGI效应的非对称性随着预加扭矩的增大而增大,同时阻抗变化率峰值减小。     

NANOCRYSTALLINE STRUCTURE AND INITIAL PERMEABILITY OF ANNEALED Fe_（73．5）Cu_1W_3Si_（13．5）B_9 Alloy

ＮＡＮＯＣＲＹＳＴＡＬＬＩＮＥＳＴＲＵＣＴＵＲＥＡＮＤＩＮＩＴＩＡＬＰＥＲＭＥＡＢＩＬＩＴＹＯＦＡＮＮＥＡＬＥＤＦｅ_（７３．５）Ｃｕ_１Ｗ_３Ｓｉ_（１３．５）Ｂ_９ＡｌｌｏｙＺＨＡＮＧＸｉａｎｇｙｉ,ＺＨＡＮＧＪｉｎｇｗｕａｎｄＺＨＥＮＧＹａｎｇｚｅ?..