Mo对Fe-Nb-B非晶热稳定性和软磁性能的影响

研究了Mo元素部分替代Fe元素对Fe-Nb-B非晶热稳定性和软磁性能的影响。结果表明,Fe基非晶的晶化过程与合金中Mo含量密切相关,当Mo含量为1%和3%(原子分数)时,合金经历2次晶化过程;而当Mo含量为5%时,合金仅经历1次晶化过程。添加Mo元素能够有效提高Fe基非晶的玻璃化转变温度T_g和晶化起始温度T_(x1)。随着合金中Mo含量的增加,Fe基非晶的热稳定性显著改善,而非晶形成能力则略有降低。Fe_(70)Nb_6B_(23)Mo_1合金具有较低的玻璃化转变温度T_g(=830 K)和较宽的过冷液相区宽度ΔT_x(=53 K),具有最佳的非晶形成能力,与热力学参数P_(HS)的预测结果相一致。Fe_(71-x)Nb_6B_(23)Mo_x(x=1,3,5)非晶薄带具有较高的饱和磁感应强度M_s和低的矫顽力H_c,M_s值为60~84(A·m2)·kg~(-1)。Fe基非晶合金热稳定性的高低与其软磁性能具有一致性,即高热稳定性的非晶合金具有更优异的软磁性能。     

Fe_(67-x)Nb_5B_(28)Cu_x合金的非晶形成能力、热稳定性和电阻率研究

采用单辊甩带法制备了Fe_(67-x)Nb_5B_(28)Cu_x(x=0.5、1.0、2.0,摩尔分数)非晶合金,利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和四探针测试仪研究了Cu含量对合金热稳定性和电阻率的影响。结果发现,Fe基非晶合金的晶化过程与合金中的Cu含量有关,随着Cu含量的增加,合金的非晶形成能力和热稳定性降低。Fe_(66.5)Nb_5B_(28)Cu_(0.5)合金具有大的非晶形成能力以及高热稳定性,其过冷液相区宽度和晶化起始温度分别为39和929K。Fe_(67-x)Nb_5B_(28)Cu_x非晶合金的电阻率为119～138μΩ·cm,合金电阻率随Cu含量的变化规律与非晶形成能力(GFA)一致。     

B对Fe_(94-x)Nb_6B_x非晶合金热稳定性、软磁性能和电阻率的影响

采用单辊甩带法制备Fe_(94-x)Nb_6B_x(x=13,15,17)(摩尔分数,x%)非晶合金,并用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热分析仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)和四探针测试仪等研究B含量对其热稳定性、软磁性能和电阻率的影响规律。结果表明:Fe_(94-x)Nb_6B_x非晶合金的晶化过程分两个阶段进行,Fe_(77)B_6Nb_(17)合金具有高热稳定性和良好的非晶形成能力,其晶化起始温度T_(x1)为864 K,过冷液相区ΔT_x、T_(rg)和γ分别为48 K、0.524和0.359。Fe_(94-x)Nb_6B_x非晶合金的饱和磁感应强度为80~108 A·m~2/kg,电阻率为122~133μ?·cm。合金的非晶形成能力和电阻率随B含量的增加而增加,软磁性能则随B含量的增加呈先增大后减小的趋势。Fe_(94-x)Nb_6B_x非晶合金较高的非晶形成能力、优良的软磁性能和高电阻率使得其可以作为一种功能材料来使用。     

Co、Ni添加对FeBYNb块体非晶合金玻璃形成能力和磁性能的影响

采用铜模吸铸工艺成功制备了一系列的(Fe_(1-x-y)Co_yNi_x)_(68.4)B_(23)Y_(4.6)Nb_4块体非晶合金,并采用X射线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DTA)、振动样品磁强计(VSM)测试块体非晶合金的结构、热稳定性和磁性能.探讨了不同Co、Ni含量对(Fe_(1-x-y)Co_yNi_x)_(68.4)B_(23)Y_(4.6)Nb>.4>系合金玻璃形成能力(GFA)及磁性能的影响.结果表明:合金(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(68.4)B_(23)Y_(4.6)Nb_4、(Fe_xNi_(1-x)_(68.4)B_(23.6)Nb_4(x=0.05、0.1、0.15、0.2)、(Fe_(1-x-y)Co_yNi_x)_(68.4)B_(23)Y_(4.6)Nb_4(x=0.15、0.3、0.45,y=0.1、0.2)均可制得直径为3 mm的非晶棒.该系列合金均具有良好的软磁性能,但随着Co、Ni含最的增加,其饱和磁化强度均下降.     

微量稀土Dy及Fe/Co比例对FeCoBSiNb块体非晶合金玻璃形成能力和磁性能的影响

采用铜模吸铸工艺成功制备了一系列的[(Fe_xCo_(1-x))_(0.72)B_(0.192)Si_(0.048)Nb_(0.04)]_(100-y)Dy_y(x=0.5,0.6,0.7,0.8,0.9;y= 0,1,2,3)块体非晶合金,并采用X射线衍射仪(XRD)、示差扫描量热分析仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)测试块体非晶合金的结构、热稳定性和软磁性能;分析了稀土元素Dy以及不同Fe/Co比例对FeCoBSiNb系合金玻璃形成能力(GFA)、热稳定性及磁性能的影响。结果表明:添加2at%的Dy后,合金的非晶形成能力提高,可制备出φ3mm的[(Fe_(0.5)Co_(0.5))_(0.72)B_(0.192)Si_(0.048)Nb_(0.04)]_(98)Dy_2非晶合金棒,但合金饱和磁化强度(M_s)下降;[(Fe_xCo_(1-x))_(0.72)B_(0.192)Si_(0.04)8Nb_(0.04)]_(98)Dy_2非晶合金随Fe/Co比例从5∶5增加至8∶2时,均能形成φ2 mm的非晶棒,但合金的非晶形成能力呈下降趋势,而其饱和磁化强度随铁含量的增大而提高。     

低纯度原料制备铁基非晶合金的形成能力和磁学性能（英文）

采用低纯度原料制备的(Fe_(74)Nb_6B_(20))_(100–x)Cr_x(x=1,3,5)非晶合金具有高的玻璃形成能力(GFA)和良好的软磁性能。铬含量的增加并未显著影响合金的玻璃化转变温度和晶化起始温度,然而其使液相线温度显著增加。(Fe_(74)Nb_6B_(20))_(100–x)Cr_x(x=1,3,5)合金的过冷液相区宽度(?Tx),Tr和γ分别为50~54 K,0.526~0.538和0.367~0.371,比未添加铬的Fe-Nb-B合金的玻璃形成能力要强。(Fe_(74)Nb_6B_(20))_(100–x)Cr_x非晶合金软磁性能优异,其饱和磁感应强度为139~161 A·m2/g,矫顽力为30.24~58.90 A/m。制备得到的Fe-Nb-B-Cr非晶合金的玻璃形成能力高、软磁性能优异且成本低廉,是一款适用于工程应用的软磁材料。     

源自Ni-Nb共晶团簇式的Ni-Nb-(Zr,Ta,Ag)三元块体非晶合金成分设计

利用团簇+连接原子模型设计Ni-Nb基三元块体非晶成分.首先,解析出二元共晶点Ni_(59.5)Nb_(40.5)的团簇式[(Ni_(0.5)Nb_(0.5))-Ni_6Nb_6]Ni_3,其中,(Ni_(0.5)Nb_(0.5))Ni_6Nb_6为源自Ni_6Nb_7(Fe_7W_6型)共晶相的以(Ni_(0.5)Nb_(0.5))为心的二十面体团簇.相应的,具有最大非晶形成能力的Ni-Nb二元成分Ni_(62)Nb_(38)可描述成团簇式[Ni-Ni_6Nb_6]Ni_3,此时,二十面体团簇的中心位置完全由Ni占据.以[Ni-Ni_6Nb_6]Ni_3二元非晶团簇式为基础,通过引入第3组元Zr,Ta或Ag,设计出具有更高非晶形成能力的Ni-Nb-(Zr,Ta,Ag)三元合金,利用水冷铜模吸铸方法获得临界直径为3 mm的块体非晶.热分析和力学测试表明这些三元块体非晶具有较高的热稳定性,其中[Ni-Ni_6Nb_5Ta]Ni_3具有最高的玻璃转变温度T_g(935 K)和晶化温度T_x(952 K);这些三元块体非晶具有一定的塑性变形能力(延伸率约为0.3%),[Ni-Ni_6Nb_5Zr]Ni_3和[Ni-...     

晶化对CoFeBSiNb非晶合金组织及磁性能的影响

采用铜模吸铸法制备直径为2 mm的Co_(47.6)Fe_(20.4)B_(21.9)Si_(5.1)Nb_5非晶合金。利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)和显微硬度计研究了晶化对合金相结构、磁性能及显微硬度的影响。结果表明:Co_(47.6)Fe_(20.4)B_(21.9)Si_(5.1)Nb_5非晶合金退火后的晶化过程为非晶相→非晶相+Fe_(23)B_6相→Fe_2B+Fe_3Si+Co_7Fe_3+未知相。该合金的饱和磁化强度随退火温度的升高先降后升,在1123 K退火后最高达到93.14 A·m~2·kg~(-1)。合金晶化后具有极高的显微硬度,在1073 K退火后显微硬度高达1721 HV。     

退火温度与时间对Co46Fe20B23.5Si4.5Nb6非晶合金软磁性能的影响

采用铜模吸铸法成功制备了直径为1 mm的Co_(46)Fe_(20)B_(23.5)Si_(4.5)Nb_6非晶棒材,随后在570～800℃对该非晶合金进行等温退火处理,研究退火温度及时间对其晶化行为及软磁性能的影响。结果表明:Co_(46)Fe_(20)B_(23.5)Si_(4.5)Nb_6非晶合金的玻璃转化温度(T_g)为582.95℃,第一次晶化温度为(T_x)为636.53℃,过冷液相区(ΔT)为53.58℃。铸态Co_(46)Fe_(20)B_(23.5)Si_(4.5)Nb_6非晶合金具有良好的软磁性能,其饱和磁化强度为74.82 emu/g,矫顽力为3.34 G。经过570℃或620℃退火,非晶合金的软磁性能得到明显提高,其中在620℃退火保温5 min后合金得到最大的饱和磁化强度(79.51 emu/g)和最小的矫顽力(1.02 G),具有最优的软磁性能。     

Fe75-xMxHf3Y2B20(M=Co, Nb; x=0, 4)块体非晶合金的制备及其热、软磁性能

采用单辊法和铜模铸造法制备了Fe75-xMxHf3Y2B20(M=Co,Nb;x=0,4 at%)合金系的非晶薄带和非晶棒样品,并测试了该非晶合金系的差示扫描量热曲线、X射线衍射图谱和软磁性能.结果表明:少量的Nb或Co替代Fe75Hf3Y2B20中的Fe元素,合金的热稳定性和玻璃形成能力可得到明显的提高;其中Fe71Nb4Hf3Y2820的过冷液相区宽度△Tx高达75 K,约化玻璃转变温度Trg为0.58,直径达4 mm,饱和磁感应强度为0.97～1.08 T,该非晶合金同时具有较大的热稳定性、较强的玻璃形成能力和较好的软磁性能.     

Cr元素对Fe基块体非晶合金玻璃形成能力及耐腐蚀性能的影响

利用微合金化技术,制备Fe_(68.4-x)Co_(7.6)Si_7B_(10)P_5C_2Cr_x(x=0,1,2,3)非晶合金,并分别使用单辊急冷甩带法和铜模铸造法制备带状和棒状样品。借助XRD、DSC、DTA表征该非晶合金的热力学性能与非晶形成能力;并进一步采用电化学动电位极化曲线法研究该非晶合金系在硫酸溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,通过微量添加Cr元素,使该合金系的非晶形成能力普遍提高,当Cr元素添加量为2 at%时,获得了该系列非晶合金中的最大过冷液相区间(ΔT_x=59 K),并且成功制备了直径为5 mm的圆棒状非晶样品;同时,由于Cr元素的添加,在1 N的硫酸溶液中,材料表面形成富含Cr元素的保护层,可以有效防止材料内部的进一步腐蚀,耐腐蚀性能得到明显改善。     

NdYFeAl合金的非晶形成能力与磁性

采用铜模铸造方法研究了Nd70-x Fe20Al10Y，(x=0，5，10，15)合金的非晶形成能力。Nd70Fe20A10和Nd60Fe20Al10Y10具有较大的非晶形成能力，在普通铜模铸造条件下，至少可以制备出直径为3mm的块状非晶。随合金元素Y的增加，合金的热稳定性提高，在x=15％(原子分数，下同)时，合金Nd55Fe20Al10Y15表现出明显的玻璃转变现象，玻璃转变温度瓦、晶化温度Tx和过冷液相区△Tx分别为777K，830K和53K。Y的加入对Nd70-xFe20Al10Yx块状非晶合金的硬磁性能影响很大，矫顽力(Hc)随Y的加入单调减少，在Y=15％时表现为软磁特征。还讨论了影响非晶形成能力和磁性等因素。     

Fe_(52-x)Co_(14)Nb_4Mo_3Ni_5B_(22)Cr_x多组元块体非晶合金的热学和软磁性能

采用铜模铸造法制备Fe_(52-x)Co_(14)Nb_4Mo_3Ni_5B_(22)Cr_x(x=0, 2, 3, 4; at.%)多组元块体非晶合金。采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热分析仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)等手段探究了Cr含量对合金非晶形成能力及软磁性能的影响。DSC曲线表明,合金经历2次晶化过程,Cr含量增加使得合金成分接近深共晶点。随着Cr含量的增加,合金的过冷液相区ΔTx由36 K增加到51 K,晶化起始温度Tx1由842 K增加至872 K。VSM结果表明,Fe_(52-x)Co_(14)Nb_4Mo_3Ni_5B_(22)Cr_x非晶合金其饱和磁感应强度Ms随着Cr含量的增加而减小。制备得到的多组元块体非晶合金具有高非晶形成能力和优异软磁性能,适合于作为一款优异的磁性元器件材料使用。     

FeMoCrPC非晶态合金的制备及其性能研究

通过Fluxing提纯技术和J-quenching快速凝固技术相结合的方法制备Fe_(80-x-y)Mo_xCr_yP_(13)C_7(x=3,y=0;x=5,y=0;x=7,y=0;x=5,y=5;x=5,y=10;x=0,y=5,a(%))块体非晶态合金,研究Mo和Cr部分置换Fe对合金性能的影响。结果表明,用Mo和Cr适量置换Fe可以有效提高合金的玻璃化形成能力,但过量置换将导致玻璃化形成能力下降;随着Mo和Cr含量的增加,合金的玻璃转变温度(T_g)和起始晶化温度(T_x)均增加,合金热稳定性提高;随着Mo含量的增加,合金抗腐蚀性能先增加后减小,当Mo含量a(%)为5%时合金抗腐蚀性能最好,随着Cr含量的增加,合金抗腐蚀性能提高。     

Fe75-xMxHf3Y2820（M=Co，Nb；x=0,4）块体非晶合金的制备及其热、软磁性能

采用单辊法和铜模铸造法制备了Fe75-xMxHf3Y2820（M=Co,Nb;x=0.4at％）合金系的非晶薄带和非晶棒样品,并测试了该非晶合金系的差示扫描量热曲线、X射线衍射图谱和软磁性能。结果表明：少量的Nb或Co替代Fe75Hf3Y2B20中的Fe元素,合金的热稳定性和玻璃形成能力可得到明显的提高：其中Fe71Nb4Hf3Y2B20的过冷液相区宽度△咒高达75K,约化玻璃转变温度Trg为0．58,直径达4mm,饱和磁感应强度为0．97-1．08T,该非晶合金同时具有较大的热稳定性、较强的玻璃形成能力和较好的软磁性能。     

Fe-B-Si-Nb块体非晶合金的成分设计与优化

利用"团簇加连接原子"模型设计和优化具有高形成能力的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金.以源于Fe-B二元共晶相的Fe_2B局域结构为基础,结合电子浓度判据,构建Fe-B二元理想非晶团簇式[B-B_2Fe_8]Fe;考虑到原子间混合焓的大小,选择Si和Nb原子分别替代[B-B_2Fe_8]团簇的中心原子B和壳层原子Fe,得到[Si-B_2Fe_(8-x)Nb_x]Fe系列四元非晶成分.结果表明,[Si-B_2Fe_(8-x)Nb_x]Fe团簇式在x=0.2~1.2成分处均可形成块体非晶合金,其中在x=0.4~0.5的成分区间内均可形成临界尺寸为2.5 mm的块体非晶合金.考虑到原子半径的大小,鉴于增加Nb的同时降低Si的含量可维持[Si-B_2Fe7.6Nb0.4]Fe非晶团簇结构的拓扑密堆性,由此得到另一系列[(Si1-yBy)-B_2Fe_(8-x)Nb_x]Fe团簇式成分.结果表明,在(x=0.5,y=0.05)~(x=0.9,y=0.25)成分区间内均可通过Cu模铸造法获得直径为2.5 mm的块体非晶.新设计获得的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金具有优良的室温软磁性能和力学性能,其中[Si-B_2Fe_(8-x)Nb_x]Fe(x=0.2~0.6)非晶合金的饱和磁化强度为1.14~1.46 T,矫顽力为1.6~6.7 A/m;[(Si_(0.95)B_(0.05))-B_2Fe_(7.5)Nb_(0.5)]Fe块体非晶合金的室温压缩断裂强度达4220 MPa,塑性形变约为0.5%.     

Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8非晶纳米晶合金微观结构的研究

对采用单辊快淬法制备Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8非晶纳米晶合金薄带在不同温度下进行退火处理。利用X射线衍射仪和扫描电镜研究合金的微观结构。结果表明:Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8合金的自由面存在α-Fe相(200)晶面择优取向;随着退火温度的升高,Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8合金自由面和贴辊面α-Fe相的平均晶粒尺寸变化比较复杂。     

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。     

高Fe含量Fe-B-Si-Hf块体非晶合金的结构-性能关联

以具有最佳非晶形成能力的新型Fe-B-Si-Hf四元块体非晶合金团簇式成分[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe(Fe_(72.5)B_(16.7)Si_(8.3)Hf_(2.5))为基础,通过添加Fe原子获得了[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe+Fex(x=0、1.5、2、2.5和3,原子个数)系列高Fe含量的Fe-B-Si-Hf四元合金成分。液态急冷、热分析和磁性测量结果表明,随着Fe原子数量的增加,非晶合金的形成能力逐渐降低,形成棒状块体非晶样品的临界尺寸由x=0时的2.5 mm降低到x=2时的1 mm。非晶样品的玻璃态转变温度、晶化温度和Curie温度随Fe原子数量的增加也整体上表现为降低的趋势。该系列非晶样品软磁性能优异,其中[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe+Fe_2(Fe_(76.4)B_(14.3)Si_(7.1)Hf_(2.2))块体非晶合金的饱和磁化强度和矫顽力分别为1.58 T和2.8 A/m。为建立高Fe含量Fe-B-Si-Hf非晶合金的结构-性能关联,构建了{[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]+[Fe-Fe_(14)]_(x/15)}Fe非晶合金的"双团簇"微观结构模型。结果表明,源于a-Fe的[Fe-Fe_(14)]团簇的数量在Fe-B-Si-Hf四元非晶合金的性能变化中起决定作用。     

基于团簇线的Fe-B-Y基五元块体非晶合金

在三元Fe-B-Y合金系中,以团簇线判据设计了5个基础合金成分,即5条成分线Fe8B3-Y,Fe8B2-Y,Fe83B17-Y,Fe6B-Y和Fe9B-Y与一条团簇线Fe12Y-B的交点.在此基础上加入微量Nb和M(M=Ti,Hf, Ta,Mo,Ni和Sn)形成五元合金,用铜模铸造方法制备出直径为3 mm的合金棒.考虑到元素B和Y在合金制备过程中的损耗,对每个合金进行了成分修正.在M=Ti,Hf,Ta和Mo时,能够形成块体非晶合金的三元基础成分均接近Fe8B3-Y与Fe12Y-B两条团簇线交点成分,表明其对应的基础团簇为Archimedes八面体反棱柱Fe8B3.最佳非晶成分为(Fe69.9B24.6Y5.5)96Nb2Ti2,其Tg=944 K,Tx=997 K,Trg=0.666.当M=Ni和Sn时,均没有得到块体非晶合金.