冷却速度对快淬Fe-Si-B-Cu合金结构和磁性能的影响

采用单辊旋淬法,以不同的轮辊转速(50、40、30和25 m/s)制备高Fe含量Fe_(82.65)Cu_(1.35)Si_2B_(14)非晶合金薄带,研究了冷却速度对快淬合金结构和性能的影响.结果表明:随冷却速度的降低,淬态Fe_(82.65)Cu_(1.35)Si_2B_(14)合金的条带厚度逐渐增大,合金由完全的非晶态结构转变为非晶与纳米晶的混合结构;同时,随冷却速度的降低,一次晶化温度下降,材料的饱和磁感应强度逐渐增加,在轮辊转速为25 m/s时,淬态合金的饱和磁感应强度达到1.4 T.     

微合金化高铁含量FeSiBPCu非晶合金的磁性能

利用熔体快淬法制备高铁含量的FeSiBPCu非晶合金,研究快速退火处理对其晶化行为和磁性能的影响,利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪和透射电镜分别对合金的微观组织和晶体结构进行分析与表征,利用磁滞曲线仪、振动样品磁强计和B-H测试仪等设备测试合金的软磁性能。结果表明:制备的化学组成为Fe_(85.3)B_(10)P_3Si_1Cu_(0.7)的纳米晶软磁合金表现出优异的综合软磁性能,矫顽力为15 A/m,饱和磁极化强度为1.96 T,其经最佳热处理工艺退火后的微观组织为大小均匀的纳米晶,晶粒尺寸约为20 nm,只有单一的α-Fe相。     

强磁场下共沉淀-相转化法制备纳米鈷铁氧体颗粒

在强磁场下采用共沉淀-相转化法制备出了纳米级的钴铁氧体颗粒;通过SEM,XRD和VSM等分析手段,考察了磁感应强度对纳米钴铁氧体形貌及性能的影响规律.结果表明:无磁场及磁感应强度小于2T时,纳米钴铁氧体颗粒为球形;当磁感应强度大于、等于4 T时,棒状纳米钴铁氧体开始形成.随着磁感应强度的增大,棒状纳米颗粒数量增加,纳米钴铁氧体的晶化程度提高,磁性能(Mr,Ms,Mr/Ms)也大幅度提高.与无磁场相比, 10 T时制备的纳米钴铁氧体颗粒的剩余磁化强度Mr增加近15倍,饱和磁化强度Ms提高约1.44倍.从磁聚合定向生长和临界磁畴角度分析了强磁场影响共沉淀-相转化法制备的纳米钴铁氧体的形貌、晶化程度及磁性变化的机理.     

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。     

热处理对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复相磁体性能的影响

为改善纳米复合永磁合金的磁性能,用熔体快淬和晶化热处理的方法制备了纳米复相Nd2Fe14B/α-Fe永磁体,研究了热处理工艺对Nd8Fe77B6Co8Nb1纳米晶复合磁体磁性能的影响.结果表明,热处理温度和时间明显影响纳米晶的形成及其磁性能.该纳米复合磁体在700℃×7min进行热处理时,可获得较好的磁性能,其矫顽力Hci＝692kA/m,剩余磁感应强度Br＝0.50T,最大磁能积(BH)max=51kJ/m3.     

SmCo_5非晶磁体的磁场热处理研究

采用非晶晶化法制备SmCo_5纳米晶永磁体,研究热处理过程中有无磁场以及磁场热处理过程中退火温度、保温时间对SmCo_5纳米晶永磁体结构和磁性能的影响。研究发现,通过500℃磁场热处理样品的磁性能明显优于不加磁场热处理样品的磁性能,矫顽力提高了46.24kA/m,剩磁提高了170.18×10~(3 )A/m。当磁场热温度为700℃时,磁体矫顽力达到1334.8kA/m,剩磁达到最大值607.45×10~(3 )A/m。此外,在相同热处理温度下,延长保温时间,也能够提高SmCo_5磁体的结晶度,进而改善磁体的磁性能。     

FeCuNbSiB 非晶合金的纳米晶化及其软磁性能

采用单辊快淬法制备了宽2 mm,厚20 μm的Fe75.5Cu1 Nb3 Si13.5B7非晶薄带,通过等温退火得到了非晶纳米晶双相结构的软磁性材料,纳米晶平均晶粒尺寸为8～11 nm.利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)研究了非晶晶化后的组织与性能,发现非晶基体上析出了单一bcc结构的a-Fe(Si)固溶体.研究了Fe基合金在不同退火条件下纳米晶化后的软磁性能,结果表明:在783～865 K退火1 h后,可获得较高的饱和磁感应强度Bs 和较低的矫顽力Hc,并且在823 K退火1 h后,表现出最佳的软磁性能,饱和磁化强度Bs 为135.266 Am2·kg-1,矫顽力Hc最低为1.8 A·m-1.     

球墨铸铁基非晶合金的形成及腐蚀行为

采用熔态旋淬法制备了耐腐蚀球墨铸铁(QT)基(QT0.992B0.008)99-xAl1Crx(x=0.5,1,2,3,4,6,8%)非晶合金。该系非晶合金在升温过程中没有出现玻璃转变温度,随Cr含量的增加晶化温度逐渐升高。高Cr含量的QT-B-Al-Cr非晶合金在3%NaCl和0.5mol/LH2SO4溶液中具有优异的耐腐蚀性能。随着Cr含量的增加,合金的腐蚀速率和钝化电流密度均降低,耐腐蚀性能提高。QT-B-Al-Cr非晶合金的饱和磁感应强度为0.9～1.35T,并随着合金中Cr含量的增加而降低。     

交流磁场处理对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金结构和性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和差示扫描量热仪(DSC)对交流磁场处理前后Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金条带的结构和性能进行了分析研究。XRD和VSM结果显示,合金的近邻原子间距离(d)和矫顽力(H_c)随交流电流的增大先减小后增大,但饱和磁感应强度则随交流电流的增大变化幅度不大。d和H_c的变化由合金中不均匀特征结构在磁后效过程中的相互作用所导致。由DSC曲线计算获得的表观激活能、局域激活能和局域Avrami指数表明,交流磁场处理提高了合金晶化反应的初始晶化激活能和Avrami指数,降低了晶化反应的表观生长激活能。合金晶化行为的改变与结构磁弛豫过程中团簇原子对有序化以及溶质原子和自由体积的扩散有关。     

退火温度对Nd2(FeGaCo)14B/α-Fe纳米复合材料磁性能的影响

用熔体快淬和晶化处理的方法制备了Nd2(FeGaCo)14B／α—Fe纳米复合材料，研究了晶化热处理温度和时间对材料磁性能的影响。结果表明Nd8Fe84.5Ga1Co2B4.5纳米复合材料的磁性能随热处理条件而变化，低温长时间和高温短时间热处理所得样品的最佳磁性能相当。     

退火温度对Fe_(52)Co_(26)Nb_6B_(15)Cu_1合金纳米晶软磁特性及微波磁谱的影响

采用熔体快淬法制备了Fe52Co26Nb6B15Cu1合金非晶薄带,使用非晶晶化法在480、500、550、600、650℃对其进行等温退火处理,后采用机械球磨法将其球磨得到Fe52Co26Nb6B15Cu1合金微细磁粉。结合X射线衍射分析、振动样品磁强计等测试技术研究热处理温度对Fe52Co26Nb6B15Cu1合金纳米晶的微结构及软磁相关性能的影响。在此基础上使用矢量网络分析仪测试并分析了热处理温度对该纳米晶复合材料在500 MHz~18 GHz磁谱的影响。结果表明,通过控制热处理温度可以有效的调控Fe52Co26Nb6B15Cu1合金样品的微结构与软磁性能,进而在较大范围内调整样品的复数磁导率(μ′(2.0~4.2),μ″(1.0~2.5))。     

高饱和磁感应强度铁基非晶、纳米晶研究进展

本文介绍了高饱和磁感应强度铁基非晶、纳米晶带材研究进程,总结了高饱和磁感应强度铁基非晶、纳米晶带材设计原理以及目前的合金体系,高饱和磁感应强度的获得主要与Fe的含量以及内部特殊结构有关;最后简要讨论了研究成果应用于大规模工业生产的可行性。     

Fe86Zr5Nb6B3非晶合金超高压烧结

借助XRD，DSC，TEM等分析手段，研究了Fe86Zr5Nb6B3快淬带球磨粉末的热稳定性以及高压烧结条件对块体合金的相组成和晶粒尺寸的影响。结果表明：（1）球磨快淬粉末仍为非晶态，其晶化温度约510℃，该晶化过程的表观激活能庐219．5kJ／mol：（2）在5．5GPa，3min烧结条件下，当Pw=1150W后，获得了相对密度为99．1％，单相α-Fe纳米晶（20．6rim）块体合金：（3）在5．5GPa，1150W烧结条件下，当t延长至25min后，α-Fe相纳米晶粒尺寸长大到28.7nm；（4）在5．5GPa，1150W，5min烧结条件下，纳米晶块体合金的饱和磁感应强度Bs=1．26T，矫顽力Hc=4．27kA．m^-1。     

Fe90-xNb8Zr2Bx(x=10,20)合金的热行为、结构及磁性能

采用单辊快淬法制备两种不同B含量的Fe_90-xNb₈Zr₂B_x(x=10, 20)非晶合金，在各自晶化峰值温度进行1 h的等温热处理得到相应的纳米晶合金。利用同步热分析仪(STA)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等研究了两种合金的热行为、结构及磁性能，并进行对比分析。结果表明：两种合金快淬态时均处于完全非晶态，两种非晶合金的差示扫描量热(DSC)曲线存在较大差别，低B含量的合金中没有观察到过冷液相区，而在高B含量的合金中观察到过冷液相区。两种合金具有明显不同的晶化过程，低B含量合金的晶化过程分为3个阶段，高B含量合金的晶化过程分为两个阶段。Fe₈₀Nb₈Zr₂B₁₀合金在晶化的第二个阶段获得相对较好的软磁性能。Fe₇₀Nb₈Zr₂B₂₀合金在晶化的第一个阶段获得相对较好的软磁性能。     

Fe69Co8Nb7-xVxB15Cu1非晶条带热稳定性与软磁性能研究

基于Slater-Pauling曲线,运用"元素替代"成分设计法则,通过单辊旋淬工艺成功制备出Fe69Co8Nb7-xVxB15Cu1(x=0,2,5,7)非晶合金条带。利用XRD、TEM和DSC对合金系的非晶形成能力、热稳定性进行研究,并通过PPMS和B-H磁滞回线仪研究合金系的软磁性能。结果表明:随着V含量的增加,合金系的非晶形成能力、热稳定性和矫顽力逐渐降低,而饱和磁感应强度、居里温度逐渐增高;当x=2时非晶合金具有最宽两次晶化温度区间,热处理温区宽达225.9℃;当x=7时非晶合金具有最佳高温软磁性能,其饱和磁感应强度为0.96 T,矫顽力仅为8.95 A/m,而居里温度高达TC=349.42℃。     

交流磁场处理对Fe78Si9B13非晶合金结构和性能影响的研究

利用X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和差示扫描量热仪(DSC)对交流磁场处理前后Fe78Si9B13非晶合金条带的结构和性能进行了分析研究。XRD和VSM结果显示,随着交流电流的增大,合金的近邻原子间距离(d)和矫顽力(Hc)先减小后增大,但饱和磁感应强度则随交变电流的增大而变化幅度不大。d和Hc的变化是由合金中不均匀特征结构在结构磁驰豫过程中的相互作用所导致。由DSC曲线计算获得的表观激活能、局域激活能和局域Avrami指数显示,交流磁场处理提高了合金的初始晶化激活能和晶化反应的Avrami指数,降低了晶化反应的表观生长激活能。合金晶化行为的改变与磁后效导致的团簇原子对有序以及溶质原子与自由体积的扩散有关。     

磁致非晶合金纳米晶化及软磁性的优化

采用低频脉冲磁场对非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9进行处理,用穆斯堡尔谱和透射电子显微镜分析了脉冲磁场处理前后非晶合金样品的微结构。结果表明,脉冲磁场处理致非晶合金在室温下发生了初始纳米晶化。利用交变梯度磁强计、自制磁致伸缩系数测量仪测量低频脉冲磁场处理前后样品的矫顽力Hc、饱和磁化强度Ms、起始磁导率μi和磁致伸缩系数λ。结果显示,低频脉冲磁场处理后样品的μi整体增大,Hc、λs总体低于制备态非晶合金,这表明低频脉冲磁场处理优化了非晶合金的综合软磁性能,样品软磁性优化程度与脉冲磁场处理参数有关,脉冲频率f=30Hz、作用时间t=4min不变,脉冲磁场强度Hp=250×79.6A/m处理参数下,样品的软磁性能最佳。     

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-Hf-Y-B合金的非晶形成能力和磁性能

采用单辊快淬法制备了Fe_(76-x)Hf_xY_4B_(20)(x=2、4、6 at%)非晶合金,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、差热分析仪(DTA)和振动样品磁强计(VSM)研究了该系列合金的微观结构、非晶形成能力、热性能和磁性能。结果表明:适量添加Hf元素可提高合金的非晶形成能力。Hf含量的增加提高了合金的第一晶化峰峰值T_p温度。Fe_(76-x)Hf_xY_4B_(20)(x=2、4、6at%)三种非晶合金的饱和磁化强度M_s值分别为123、96、82 emu/g,矫顽力H_c都非常小,样品表现出良好的软磁性能。     

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_73.5Si_13.5B₉Cu1Nb₃(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。