高B_s纳米晶软磁合金的发展及其基本物理冶金问题

应用于电力技术领域的廉价纳米晶软磁合金的开发已成为新型功能材料的热点,其节能潜力非常可观。全面评述了高Bs铁基纳米晶软磁合金的国内外最新研究进展,重点介绍了新型铁基纳米晶合金的成分、结构、性能以及影响性能的关键因素。     

非晶纳米晶Fe89.5Zr2.7B6.5Ag0.3M1 (M=Zr、Co、Ta、 Ti、Cu、Nb)的结构与性能

用单辊外圆液态急冷法制备了Fe89.5Zr2.7B6.5Ag0.3M1(M=Zr、Co、Ta、Ti、Cu、Nb)非晶铸带,然后进行不同方式的晶化处理制备纳米晶合金。研究了非晶纳米晶Fe89.5Zr3.7B6.5Ag0.3的显微组织、相组成与晶化过程。探讨了添加元素M(M=Co、Ta、Ti等)与制备工艺对非晶纳米晶Fe89.5Zr3.7B6.5Ag0.3合金显微组织、晶化过程与性能的影响。结果表明:第二种金属元素M的加入,有利于合金显微组织结构的纳米晶化,提高该合金的饱和磁感应强度Bs和电阻率,增大脆性和耐腐蚀性能;退火 水冷能极大提高Co基合金样品的Bs,并能降低材料的剩磁比;另外对非晶态合金来说,低温长时退火也有利于晶粒细化。     

热处理温度对Fe_(83.5)B_(15)Cu_(1.5)合金结构及性能影响

通过熔体快淬法制备具有(200)取向α-Fe晶粒的Fe83.5B15Cu1.5非晶纳米晶合金,并重点研究了在制备过程中α-Fe晶粒的产生以及贴棍面和自由面对合金结构与磁性能的影响规律。研究表明,Fe83.5B15Cu1.5合金在熔体快淬之后具有大量(200)择优方向的α-Fe晶粒。晶化热处理之后,贴辊面的微观形貌主要是球形纳米颗粒,而自由面的微观形貌主要是长度为200~300nm的片状多孔结构。经过热处理(温度390℃,保温时间10min)之后可获得最佳磁性能为:饱和磁感应强度Bs=1.83T,矫顽力Hc=8.7A/m。本研究对Fe基非晶合金软磁材料的发展具有积极意义。     

Fe基纳米晶软磁合金的制备与性能研究

采用单辊快淬法制备成分为Fe_(73.5)CulNb_3Si_(13.5)B_9与Fe_(71.9)Cu_1Nb_1V_2Si_(13.5)B_9N_(1.6)两种非晶合金带材,经540℃晶化退火热处理后得到Fe基纳米晶软磁合金带材。利用差热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)分别研究非晶合金的晶化温度以及纳米晶软磁合金的表面形貌和磁性能。实验结果表明,添加N元素后非晶合金的晶化温度降低,经过同一温度退火后,纳米晶合金B(Fe_(71.9)Cu_1Nb_1V_2Si_(13.5)B9N_(1.6))的饱和磁感强度Bs为142.8 emu/g,比合金A(Fe_(73.5)Cu_lNb_3Si_(13.5)B_9)的饱和磁感强度(Bs=101.2 emu/g)提高了41%。     

横向磁场热处理对高饱和磁感应强度Fe基非晶磁性能的影响

用真空感应炉在氩气保护下熔炼成母合金,再采用单辊快淬法制备成分为Fe63Co21Si2B14的非晶合金薄带,卷绕成铁芯后在不同温度下进行横向磁场热处理.研究了磁场热处理对合金磁性能的影响.结果表明,该Fe基非晶合金对磁场热处理非常敏感,通过简单的横向磁场热处理,合金可以获得良好的恒导磁性能,其Bs值可达1.73T.合金在360℃处理时,恒导磁范围达到240 A/m,恒磁导率约为2600,并且具有良好的综合磁特性.在晶化温度以下,提高热处理温度有利于提高材料的恒导磁性能.     

新型纳米晶软磁合金及其应用(三)

4 其他双相纳米晶软磁合金 4.1 Fe (Co)-Zr-B-(Cu)纳米晶合金 Fe-M-B-(Cu) (M = Zr, Hf 或Nb) 纳米晶合金的商品名称为"NANOPERM",是Suzuki和Makino等人在1990年前后开始开发的[15].最大的特点是具有高饱和磁感应强度,一般可达1.5 T以上,这是由它们较高的Fe含量和相应的微结构所决定的.     

Ta取代对纳米复合NdFeB合金的影响机理研究

用熔体快淬法(meltspinning)制备了Nd9Fe86-xB5Tax(x=0,1,2,3)直接淬火纳米晶和部分非晶薄带,研究了过渡族元素Ta取代对纳米复合NdFeB/α-Fe合金组织和性能的影响。结果发现,对于直接淬火纳米晶合金,1%的Ta取代能提高材料的矫顽力和最大磁能积,Ta含量超过1%材料的综合磁性能反而降低。但是,Ta取代并没有起到细化晶粒的效果。为了解Ta取代的作用,研究了部分非晶合金的晶化行为。结果表明,Ta取代明显提高了Nd2Fe14B相的晶化温度,含Ta合金性能降低的主要原因可能是Ta推迟了硬磁相的晶化过程,导致了软磁相的过分长大。同理可解释部分非晶合金经热处理后磁性能远远低于优化的直接淬火纳米晶合金。     

MHz频段颗粒型纳米晶T-M-O系软磁性薄膜及其应用

介绍高Bs高p颗粒型纳米晶T-M-O系软磁性薄膜的主要类型、制备方法、某些膜的特点和主要电磁性能；最后介绍这种膜的应用。     

FeCo基软磁薄膜的研究与应用进展

Fe Co基软磁薄膜以高饱和磁化强度、高截止频率为特点,在高频领域获得广泛研究与应用。概括介绍了各类Fe Co基软磁薄膜的国内外研究进展,包括非晶薄膜、纳米晶薄膜、纳米颗粒膜、图形化薄膜、多层薄膜。对Fe Co基软磁薄膜的三类重要应用:MEMS微电感、吸波材料、磁记录进行了分类综述。最后展望了Fe Co基软磁薄膜的发展趋势和前景。     

热处理对铁基纳米晶薄带高频磁导率的影响

利用单辊快淬法制备Fe Cu Nb Si B铁基纳米晶薄带。分析了热处理温度、热处理时间及冷却条件包括冷却速度与氧化程度对Fe Cu Nb Si B铁基纳米晶薄带高频磁导率的影响。随热处理温度的上升,铁基纳米晶铁芯的磁导率先增大而后出现不同程度的降低;在一定热处理温度,随热处理时间的延长,铁基纳米晶铁芯的磁导率逐渐减小;较快的冷却速度与氧化会降低铁基纳米晶铁芯的高频磁性能。     

非晶纳米晶软磁合金退火工艺研究进展

非晶纳米晶软磁合金具有绿色节能、成本低廉等诸多优势,已成为战略性新材料领域的研究热点之一。重点概述Fe基非晶纳米晶软磁合金的退火工艺,包括热致晶化、电/磁致晶化、热等静压晶化及薄带连续晶化工艺的新进展。     

非晶电机的优势及其研究进展

通过对比铁基非晶合金和硅钢材料的软磁性能,总结了非晶合金材料应用于电机定子铁心在提高电机效率、节约能源和原材料以及环境保护等方面均具有的显著优势。综述了国内外非晶电机的研究和进展,并展望了非晶电机的发展前景。     

Improvement of magnetic properties in Fe-based nanocrystalline alloys by addition of Si,Ge, C,Ga, P,Al elements and their applications

Magnetic properties of Fe-Cu-Nb-X-B (X Si, Ge, C, Ga) and Fe-Cu-Nb-Si-B-X (X: Ge, C, P, Ga, Al) nanocrystalline alloys were studied to improve soft magnetic properties and they were evaluated for some applications. Si was the best element for the Fe-Cu-Nb-X-B system. Substitution of P for B made the coercive force small in the Fe-Cu-Nb-Si-B-X system having high saturation flux density. The cores using the Fe-based nanocrystalline alloys showed low core loss, excellent dc superimposed characteristics and good noise attenuation characteristics. Hence, Fc-based nanocrystalline alloys have high performance for such magnetic components as transformers and choke coils.     

基于Fe基合金薄带巨磁阻抗效应的新型磁敏传感器

利用Fe基合金薄带的巨磁阻抗效应和LC谐振回路特性,研制了一款新型巨磁阻抗磁敏传感器.文中介绍了Fe基合金薄带的巨磁阻抗特性、传感器的电路设计和实验数据分析.实验结果表明,该传感器具有重复性好(最大偏差为0.32%)、几乎无迟滞(最大偏差为0.19%)、线性度好(最大偏差为1.04%)且线性测量范围广(464.86~1488.52 A/m)等优点,在磁场检测和位移测量领域具有广泛的应用前景.     

FeZrNbBCu非晶和纳米晶合金高温磁性能研究

利用单辊熔淬法制备了FeZrNbBCu非晶薄带,然后通过非晶晶化方法得到纳米晶合金.研究了FeZrNbBCu非晶和纳米晶合金的磁性能与温度的关系.非晶态合金晶化升温过程中磁导率~温度曲线中出现了一个Hopkinson峰,而在晶化后的样品中没有出现,并根据各向异性的变化和磁化强度与温度的关系进行了合理的解释.对于非晶样品和晶相体积分数小的合金样品,当温度接近残余非晶居里温度时,磁导率急剧减小;而对于非晶相含量很少的样品,其磁导率随温度升高而缓慢下降,根据双相合金中交换作用模型进行了解释.     

铁基非晶合金带材的磁性能检测方法研究

阐述了配电变压器用铁基非晶合金带材磁性能检测的方法,主要涉及用于配电变压器的铁基非晶合金带材工频磁性能检测方法,包括环形试样法和单片法。通过介绍两种检测技术的原理依据、应用现状、适用性及存在的问题,对比分析两种不同方法测量结果的差异,提出一种针对不同样品、不同测试需求选取相应检测技术的方法。     

10kW试验点火用低纹波开关电源设计

研制一种单相输入全桥PWM变换器、电压电流双环控制、纳米晶磁芯高频变压器和全桥整流、LC滤波器组成的脉宽调制变换器型稳压电源。输出电压1～100V,最大电流达100A,输出纹波小于0．1％（1～100V）。实现了某工程试验点火对电源的要求。