FeCoBSiNb (Y)合金的玻璃形成能力及磁性能研究

采用铜模真空吸铸法、X射线衍射仪(XRD)、示差扫描量热分析仪(DSC)及振动样品磁强计(VSM),研究稀土元素Y及Fe/Co比例变化对FeCoBSiNb(Y)系合金的玻璃形成能力、热稳定性及磁性能影响.实验结果表明,添加4%(原子分数)的Y有利于(Fe0.5 Co0.5)72B19.2 Si4.8Nb4合金玻璃形成能...     

软磁性Co基块体非晶合金的研究进展

Co基非晶合金不仅具有高热稳定、高强度、硬度,还显示出优异的软磁特性如低矫顽力、高磁导率、低铁损、低磁致伸缩系数等,尤其是高频下的导磁率、铁损性能极佳,有着重要的工业应用价值.但相对于软磁性Fe基非晶合金,Co基的合金体系较少、玻璃形成能力(GFA)和饱磁感应强度较低而影响了它们的广泛应用.近年,材料工作者研发出了一系列Co基块体非晶合金体系,并对它们的非晶形成机理、GFA、过冷液态稳定性、结晶化行为、磁性及力学性能等进行了广泛、深入的研究.本文对软磁性Co基块体非晶合金的研究进展进行了简述,并展望了其今后的发展方向.     

稀土元素对FeCrMoCB系合金玻璃形成能力的影响

近年来,随着铁基大块非晶合金尺度不断取得新的突破,无磁非晶钢的开发和研究受到日益广泛的关注。然而,FeCrMoCB系非晶钢的玻璃形成能力很弱,仅能形成直径为1.5mm的大块非晶合金。采用铜模真空吸铸法,探讨Y、Pr、Gd、Tb等稀土元素对Fe48Cr15Mo14C15B6M2(M=RE)系合金玻璃形成能力的影响,实验结果表明,用2%(原子分数)的稀土元素Y、Pr、Gd、Tb分别替换Fe50Cr15Mo14C15B6中的Fe,能制备出一系列Fe48Cr15Mo14C15B6M2(M=RE)系非晶棒。Fe48Cr15Mo14C15B6M2(M=Pr,Y,Gd,Tb)非晶棒的最大直径依次可达3、8、12和12mm。     

Fe-Nd-B-Zr块体非晶合金的形成能力和磁性能

以Fe-Nd-B系块体非晶合金为前驱体制备永磁材料。在Fe70Nd10B20三元合金及其邻近成分点中微量添加Zr元素,采用熔体旋淬法和铜模喷注法制备样品,通过XRD和DSC表征非晶形成能力。对Fe70Nd9B20Zr1块体非晶合金进行退火晶化处理,采用XRD分析晶化产物,通过VSM表征不同晶化阶段的磁性能。结果表明,合金体系的非晶形成能力得到提高,在Zr原子分数为1%时获得临界尺寸为2mm的块体非晶合金;Fe70Nd9B20Zr1块体非晶合金在946K,600s退火时得到最佳硬磁性能,剩磁(Br)、内禀矫顽力(iHc)和最大磁能积(BH)max分别为0.54T,348kA/m和24.1kJ/m3。该合金体系可应用于直接通过铸造和热处理工艺制备块体纳米复合永磁材料。     

Ti对Zr-Al-Ni非晶合金玻璃形成能力和热稳定性的影响

四元非晶形成体系中，具有相对较大玻璃形成能力和热稳定性的合金成分点位于该四元成分图的等电子浓度面和等原子尺寸面的交线上。本文以Zr60Al20Ni20非晶合金的电子浓度和原子尺寸为基础，根据等电子浓度和等原子尺寸判据，添加Ti元素，设计了一系列Zr-Ti-Al-Ni四元合金，分析了Ti元素对Zr-Al-Ni非晶合金玻璃形成能力和热稳定性的影响。研究发现，在较低的Ti含量情况下，样品主要由非晶相组成，Ti的加入降低了合金的热稳定性和玻璃形成能力。     

Si的添加对FeNiMoB合金非晶形成能力与软磁性能的影响

利用单铜辊甩带法制备Fe40Ni38Mo4B(18-x)Six(x=0,2,4,6,8,10和12)非晶合金带材,并用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)以及精密磁性器件分析仪研究Si元素对Fe Ni Mo BSi合金带材的非晶形成能力和软磁性能影响。结果表明,随着Si元素的添加,合金带材的矫顽力Hc先减小后增大,并在x=4时最小为5.8 A/m;Fe40Ni38Mo4B14Si4合金带材在405℃保温10 min热处理后获得较高的饱和磁化强度为112.63 A·m2/kg,在345℃保温10 min热处理后获得较低的矫顽力为7.0A/m。     

Si含量对FeSiBCu合金的非晶形成能力与软磁性能的影响

采用单铜辊甩带法制备了Fe（84．5-x）SixB14.5．Cu1（x=0,2,2．5,3,4）非晶合金带材,并用X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、振动样品磁强计（VSM）研究了Fe（84.5-x）SixB14.5Cu1合金带材的非晶形成能力、热稳定性和软磁性能。结果表明：Si元素能明显提高该体系合金的非晶形成能力,并提高了淬火态非晶合金带材的一级和二级起始晶化温度;通过合金的退火处理,合金带材析出的α—Fe纳米晶晶粒尺寸约为30nm;其中Fe（84.5-x）SixB14.5Cu1非晶合金带材经过460℃保温5min热处理后可以获得较高的饱和磁感应强度为1．82T．     

添加Ni对FeZrNbB合金的非晶形成能力与软磁性能的影响

利用单铜辊甩带法制备Fe(86-x)Zr2Nb2B10Nix(x=0、1、3和5)非晶合金带材。采用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、振动样品磁强计以及精密磁性器件分析仪研究Ni元素对FeZrNbB合金带材的非晶形成能力和软磁性能影响。结果表明Ni元素能明显提高该体系合金的非晶形成能力,并使淬火态非晶合金带材的一级起始晶化温度提高;通过合金的退火处理,在Fe(86-x)Zr2Nb2B10Nix合金体系中含Ni元素的合金带材可以析出最小粒径为12(12.15)nm的α-Fe(a)纳米晶,获得较低的矫顽力为8.1A/m;其中Fe85Zr2Nb2B10Ni1非晶合金带材经过510℃保温20min热处理后可以获得较高的饱和磁感应强度为1.61T,有效磁导率提升到48.4k,矫顽力下降到8.3A/m。     

宽过冷液相区铁基非晶合金的形成和磁性

用熔体急冷法制备出具有明显的玻璃转变和较宽的过冷液相区的Fe-Co-(Nb)-Zr-B非晶合金,研究了热稳定性和软磁性能。结果表明,在Fe-Co-Zr-B四元合金中添加适量的Nb可以显著扩大过冷液相区,提高合金的热稳定性。当冷却速率降低时,急冷合金具有非晶和纳米晶的复相结构。非晶合金的饱和磁化强度随Nb含量的增加而减小。不同Nb含量的非晶合金的饱和磁致伸缩系数均较低。在低于晶化温度的温度下退火可以有效地降低矫顽力,改善软磁性能。晶化导致软磁性能降低。     

Cu对Fe基非晶合金内禀磁性及晶化行为的影响

利用ＤＳＣ，ＸＲＤ，ＴＥＭ，Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱及磁性测量技术研究了Ｃｕ取代Ｆｅ对ＦｅＳｉＢ非晶合金的内禀磁性及晶化行为的影响。结果表明：Ｃｕ元素取代Ｆｅ使ＦｅＳｉＢ非晶合金的λｓ，σｓ，Ｈｆ，μＦｅ下降，但居里温度Ｔｃ升度。而且，Ｃｕ的加入能够显著地降低ＦｅＳｉＢ非晶合金的晶化温度及晶化激活能，改善αＦｅ（Ｓｉ）相的形貌。ＦｅＣｕＳｉＢ非晶合金的晶化行为表明：在非晶合金内部存在αＦｅ（Ｓｉ）相成     

玻璃形成能力的表征与预测

玻璃形成能力是发展非晶合金的关键因素之一.根据先验性参数和后验性参数的特点,可将玻璃形成能力的研究分为表征与预测两个方面.综述了玻璃形成能力的表征与预测的研究现状和进展,分别讨论了各种玻璃形成能力的表征参数和预测方法的优劣,指出从更深层次探索玻璃转变的物理本质是提高表征和预测玻璃形成能力准确性的根本所在.     

具有极大玻璃形成能力的多元大块非晶合金的研究进展

近十年来,一系列具有极大玻璃形成能力,极低的临界冷却速度的大块非晶合金相继被发现,各种新研制出的大块非晶合金有两个共同的特征：（１）具有多元合金成分;（２）具有较大的过冷液相区范围。本文综合评述了大块非晶合金的研究进展,最新成果,着重讨论了多元合金的玻璃形成能力及其改善途径。     

缓冷大块非晶合金的发展现状及其形成能力的考虑

近十年来,大块非晶合金的出现提高了人们对非晶态合金的认识,也给非晶合金自身的应用带来更广阔的前景。本文通过回顾大块金属玻璃发展的历史并简单叙述其形成,弛豫以及晶化过程的特点,旨在突出影响大块非晶合金形成的主要因素和形成机制,并在所取得的认识的基础上对此问题做一初步的总结与探讨。     

Er对ZrCuNiAl非晶合金结构、力学性能、热稳定性及非晶形成能力的影响

以(Zr_0.6336Cu_0.1452Ni_0.1012Al_0.12)_100-xEr_x(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,3,原子分数,下同)系块体非晶合金为研究对象,通过改变微量元素Er的含量来研究Er对非晶合金的结构、力学性能、热稳定性及非晶形成能力的影响。结果表明:添加Er元素所制备出的试样都是完全非晶结构的合金。随着Er含量的增加,各试样的弹性模量呈现出先增大后减小,压缩塑性应变呈台阶式上升,x=0,x=0.5,x=1试样的塑性应变在4%的范围内波动;x=1.5,x=2,x=2.5试样的塑性应变在11%的范围内波动;x=3试样的塑性应变最高,其值为23.19%,弹性模量为37.76GPa,屈服强度为1604MPa,抗压强度为2068MPa,断裂强度为2060MPa;随着Er含量的增加,锆基非晶合金的热稳定性和非晶形成能力均先减小后增大。     

Fe基非晶/纳米晶粉末的放电等离子烧结及磁性能

研究了SPS温度对球磨熔体快淬Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅粉末以及MA Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_{13 5}B₉ 和Fe₈₀C_o4Nb₇B₉纳米晶粉末的烧结块体合金组织结构与磁性能的影响.结果表明: (1)在30MPa/5min条件下,块体合金相对密度随着烧结温度的升高而增加,当烧结温度为1000℃时,Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁5合金相对密度已达99%以上,当烧结温度进一步升高至1050℃后, Fe_73.5Cu1Nb₃Si1_3.5B₉和Fe₈₀Co₄Nb₇B₉合金相对密度也达到99%;(2)烧结块体合金的主要组成相为α-Fe相,尚存在少量的第二相金属间化合物,这些块体合金α—Fe相的晶粒尺寸均处于纳米级范围内,以Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅块体合金的晶粒尺寸为最小,其平均晶粒尺寸约50nm; (3)随着烧结温度的升高,这些块体合金的饱和磁感应强度B_s增大,矫顽力H_c随之降低,以Fe₇₀Cr₈Mo₂Si₅B₁₅块体合金的矫顽力H_c(4.1kA·m^-1)最低.     

TeO2-Nb2O5系统玻璃的成玻性能研究

TeO2是一种线性和非线性光学性能优良、但无法单独形成玻璃的重金属氧化物玻璃系统,Nb2O5的引入有利于获得均匀而稳定的碲酸盐系统玻璃.研究发现,Nb2O5的引入会改变TeO2-Nb2O5系统玻璃中Te4 、Nb5 的配位数,进而对玻璃的结构和成玻能力、稳定性以及析晶性能均产生明显的影响.含有20-30wt%Nb2O5的碲酸盐系统玻璃表现出较好的综合品质.     

Fe基大块非晶合金塑性的研究进展

Fe基大块非晶合金因其优良的性能和成本优势已引起研究者的广泛关注,但脆性极大的缺陷阻碍其走向工程应用.综述了Fe基大块非晶合金塑性研究领域的最新进展,分析了其脆性产生的机理.介绍了目前常用的对Fe基大块非晶合金进行塑性增韧的方法,即成分设计法(微合金化)和添加第二相增韧法,提出了当前研究的重点.     

Fe-Si-B-P-C薄带和块体非晶态合金磁性能的比较研究

对Fe76 P5 (B0.5Si0.3C0.2)19非晶薄带和块体非晶态合金试样的磁性进行了对比研究.通过磁力显微镜对试样的磁畴结构进行了观察,结果显示非晶薄带和块体非晶态合金具有完全不同的磁畴结构.非晶薄带自由面的磁畴结构为带状,磁畴宽度较大,约为5μm;而块体非晶态合金的纵剖面磁畴结构密集,呈枝状分布,磁畴宽度较小.而磁畴结构上的差异解释了非晶薄带和块体非晶态合金在矫顽力及居里温度上的差别.