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)).     

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。     

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_(97-x)Nb_3B_x铁基非晶合金的热学与磁学性能研究

为了研究B含量对Fe-Nb-B三元非晶合金的非晶形成能力和磁学性能的影响规律,采用单辊甩带法制备Fe_(97-x)Nb_3B_x(x=16,18,20)非晶薄带,利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)对合金结构特征、热学性能以及软磁性能进行研究.结果表明:制备的Fe_(97-x)Nb_3B_x合金薄带均为非晶.增加B含量使得合金的非晶形成能力显著提高,Fe77Nb3B20合金具有高的热稳定性及良好的非晶形成能力,过冷液相区(ΔTx)、约化玻璃转变温度(Trg)和γ参数分别为44 K、0.584和0.291.该合金具有优异的软磁性能,饱和磁化强度为123~141 emu·g-1,低矫顽力为4.0~1 728.8 A·m-1.Fe_(97-x)Nb_3B_x(x=16,18,20)非晶合金具有高的非晶形成能力和优异软磁性能,有望作为一种新型软磁材料应用于工业领域.     

Fe-B-Nb-Er块状非晶合金的形成能力及热稳定性研究

采用工业原料通过铜模喷铸法制备了(Fe7.2B24Nb4)100-x Er x(x=3.0、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0)块状非晶合金系,采用X射线衍射仪、DSC差示热量扫描仪研究了稀土元素Er对该非晶合金系热稳定性、玻璃形成能力的影响.结果表明:稀土元素Er的添加明显提高了样品的非晶形成能力,Er含量(摩尔分数)为5.0%时成功制备出直径为5 mm的(Fe72B24Nb4)95Er5块状非晶,该非晶合金具有较高的热稳定性,抗晶化能力较强,其晶化激活能分别达到382.8、539.5、680.8 kJ/mol.     

Al-Y-Fe合金玻璃形成能力及其热稳定性

为了分析Al-Y-Fe三元合金的玻璃形成能力和热稳定性,采用熔体急冷法制备了Al(100-2x)YxFex(其中x=3,4,5,6,7,8,9)、Al89Y5Fe6、Al88Y5Fe7和Al87Y5Fe8合金条带.利用x-射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)表征了急冷态和部分晶化后条带的结构,运用示差扫描量热仪(DSC)分析了合金的玻璃转变和晶化行为.结果表明,Al88Y6Fe6、Al84Y7Fe7、Al89Y5Fe6和Al88Y5Fe7可以形成完全非晶合金;Al88Y5Fe7非晶合金280℃等温退火30 min析出纳米尺寸Al晶体,370℃等温退火30 min Al晶体发生进一步长大并有金属间化合物析出.     

Al-Ni-Y三元合金玻璃形成能力及热稳定性

为了分析Al-Ni-Y三元合金的玻璃形成能力和热稳定性,采用熔体急冷法制备了Al₉₀Ni₂Y₈、Al₈₇Ni₅Y₈、Al₈₄Ni₈Y₈和Al₈₀Ni₁₂Y₈合金条带.利用x-射线衍射（XRD）表征了急冷态和部分晶化后条带的结构,运用示差扫描量热仪（DSC）分析了合金的玻璃转变和晶化行为.结果表明：除了Al₈₀Ni₁₂Y₈和Al₉₀Ni₂Y₈合金外,制备态的条带均为完全非晶态,部分晶化后有纳米铝晶体析出;Al₈₄Ni₈Y₈合金DSC曲线上可以明显地观察到玻璃转变温度Tg.〖JP2〗通过比较4种合金的热稳定性,发现随着Ni的原子分数升高,合金的初始晶化温度Tx也随着升高,合金的热稳定性增强.     

铝基非晶合金的玻璃形成能力、热稳定性以及应用展望

Al基非晶合金良好的综合性能表现,使其正在成为新一代工程材料,得到了人们的广泛关注和应用研究,但获得大尺寸的非晶材料成为其得到工业应用的一项难题。本文对铝基非晶合金的发展历史、综合性能、玻璃形成能力及其热稳定性进行了介绍,并对大块铝基非晶合金的探索及应用进行了展望。     

熔体过热度对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶条带磁性能的影响

为了研究合金熔体过热度和退火温度对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶条带磁性能的影响,在180、200和230℃3个不同合金熔体过热度下利用单辊法制备了宽142 mm、厚23μm的非晶条带.在350~370℃范围内选取5个退火温度对非晶条带进行纵向磁场退火,并利用硅钢测试仪对退火后的非晶条带进行磁性能测试.结果表明,随着合金熔体过热度的增大,非晶条带的激磁功率和损耗均呈下降趋势.随着过热度和退火温度的降低,非晶条带的磁性能分布区间变窄,但其稳定性增强.适当提高过热度和热处理温度有助于获得具有最佳磁性能的非晶条带.     

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。     

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.     

Ce-Al-Ni非晶合金制备及非晶形成能力研究

采用熔体旋淬法制备了Ce75Al25-xNix(x=4,8,16)和Ce68Al17Ni15,Ce73Al15Ni12非晶合金薄带,用X射线衍射(XRD)法表征了合金薄带的相结构,用差示扫描量热法(DSC)测量了合金薄带连续加热过程相变规律,研究了Ce-Al-Ni合金的非晶形成能力与合金成分及相应的非晶形成能力参数(ΔTx,Trg,γ,δ,β,ω)之间的关系.研究结果表明:当Ce的含量一定时,随着合金中Ni原子百分数的增加,合金的非晶形成能力降低;研究还发现Ce-Al-Ni体系具有非常特殊的非晶形成规律,计算评估的用来预测具有强的非晶形成能力的合金成分参数(ΔTx,Trg,γ,δ,β,ω)不能用来表征Ce-Al-Ni合金的非晶形成能力;根据非晶形成能力参数计算的预测具有强的非晶形成能力的合金成分,实验研究不能观察到更好的非晶形成能力.     

不同Co含量对Fe_(80-x)Co_xZr_(10)B_9Cu_1(x=0,10,20,30,40)合金的热稳定性和微观结构的影响

采用单辊快淬法制备Fe80-xCoxZr10B9Cu1(x=0,10,20,30,40)系非晶合金.在不同温度下对其进行热处理.利用差热分析仪(DTA)和X射线衍射仪(XRD)等测试手段对样品的热稳定性和微观结构进行研究.研究结果表明:Fe80-xCoxZr10B9Cu1(x=0,10,20,30,40)五种合金的晶化激活能分别为318.15、304.49、226.75、386.97和267.03 kJ/mol.未添加Co元素的Fe80Zr10B9Cu1合金的热稳定性明显高于添加Co元素的合金.Co元素的添加改变了合金的晶化过程.     

富镁Mg70(Ni3RE)30非晶合金的玻璃形成能力研究

玻璃形成能力(GFA)是判断合金非晶态结构形成的重要指标.利用甩带快冷技术制备了Mg70(Ni3RE)30(RE=La、Ce、Pr、Nd、Y)非晶合金条带(宽5mm,厚0.2mm),通过差示扫描量热技术(DSC)表征了合金条带的非晶结构转变及其热稳定性.从原子尺度,对合金的原子尺寸参数(δ)、电负性差(Δx)以及原子结构参数(λ)进行了计算和分析.实验数据和理论分析结果表明:RE=Pr时,相应合金的玻璃形成能力最大,RE=Y的最小,其大小次序为:Mg70(Ni3Pr)30> Mg70(Ni3la)30> Mg70(Ni3Ce)30> Mg70(Ni3Nd)30>Mg70(Ni3Y)30,影响Mg70(Ni3RE)30非晶合金玻璃形成能力的主要因素是电负性差,原子尺寸参数和原子结构参数的作用次之.     

Fe_(78)Si_9B_(13)非晶条带在敌敌畏农药废水处理中的应用

为了降低农药废水对环境和人类健康的危害,研制了一种新型催化剂来降解农药废水.将Fe_(78)Si_9B_(13)非晶条带作为催化剂,采用类芬顿法研究了H2O2浓度、p H值、非晶条带用量和初始敌敌畏浓度对COD去除率的影响.结果表明,当H2O2浓度为0. 82 mol/L、p H值为2、非晶条带用量为3 g/L、初始敌敌畏浓度为600 mg/L时,10 min后COD去除率达到最大值85%,而采用传统芬顿法COD去除率仅为50%.当非晶条带循环使用5次后,其结构保持不变且降解效果未发生明显改变.     

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_(40)Co_(40)Zr_(10)B_9M_1(M=Cu,Ge,Ag)合金的热稳定性及微观结构研究

采用单辊快淬法制备Fe40Co40Zr10B9Cu1、Fe40Co40Zr10B9Ge1和Fe40Co40Zr10B9Ag1非晶合金薄带,并对3种合金在不同温度下进行热处理.利用差热分析仪(DTA)和X射线衍射仪(XRD)等测试手段对样品的热稳定性及微观结构进行研究.结果表明:Fe40Co40Zr10B9Cu1、Fe40Co40Zr10B9Ge1和Fe40Co40Zr10B9Ag13种合金的激活能分别为262.4、267.6和252.3 k J/mol,说明Cu元素、Ge元素和Ag元素的添加对合金的热稳定性影响不大,Ge元素的添加最有利于提高合金的热稳定性.3种合金的晶化过程相似:非晶→非晶+α-Fe(Co)→α-Fe(Co)+Zr Co3B2+Fe(Co)3Zr.     

Fe_(78)B_(13)Si_9纳米晶合金的穆斯堡尔谱研究

用直流高密度电脉冲处理Fe78B13 Si9非晶合金 ,并用穆斯堡尔及透射电子显微镜 (TEM )研究了电脉冲处理试样的结构。实验结果表明 ,在所用电脉冲参数下 ,Fe78B13 Si9非晶合金在温度高于 40 0℃时即可发生纳米晶化 ,根据穆斯堡尔参数分析 ,两个晶态相被确定为α Fe(Si)和Fe2 B ,界面相具有低原子密度和展宽的原子间距分布 ,既长程序又无非晶态短程序 ,其原因在于 ,电脉冲作用下的纳米晶化 ,淬态试样中过剩的自由体积未经充分的衰减 ,而是被推移至剩余非晶以至界面内 ,故不同于用通常的等温退火方法由非晶合金制备的纳米晶合金。     

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．     

两种处理工艺下Fe_(78)Si_9B_(13)非晶薄带的磁致伸缩系数

采用低频脉冲磁场和等温退火工艺分别对非晶合金Fe78Si9B13样品进行处理,用自制磁致伸缩测量系统对处理前后样品的磁致伸缩系数进行测量。实验结果表明,两种处理工艺都使样品的饱和磁致伸缩系数λs减小,饱和磁致伸缩系数与退火时间t有关,在300℃温度下等温退火40min,样品的饱和磁致伸缩系数最小,其值为49.52×10-5。饱和磁致伸缩系数λs与低频脉冲磁场强度Hp为非线性关系,饱和磁致伸系数λs对脉冲磁场处理参数有所选择,当Hp为19 900A/m、脉冲频率f为30Hz、t为240s时,饱和磁致伸缩系数最小,其值为2.70×10-5。低频脉冲磁场处理对样品的饱和磁致伸缩系数的影响明显大于等温退火。