低频脉冲磁场处理Fe78Si9B13非晶合金的微观结构及其磁性

研究了低频脉冲磁场处理对非晶合金Fe78Si9B13微观结构及磁性的影响。用非接触红外测温仪对试样的温升进行测量，用穆斯堡尔谱仪、透射电镜等仪器对样品的组织结构、晶化行为进行分析，利用交变梯度磁强计AGM对样品的磁性进行测试。结果表明，低频脉冲磁场处理（脉冲频率f=10-40Hz，磁场强度H=（100～400）×79．6A／m，处理时间t=-180-1200s）可在温升△T≤7℃的情况下，促进非晶合金Fe78Si9B13发生单相晶化，晶化相为α-Fe（Si），晶粒尺寸为2～10nm，析出量为3％～7％。样品在经过f=40Hz，H=300×79．6A／m，t=300s处理后，获得较好磁性能：Bs=1．74T，H0=0．13×79．6A·m^-1。     

Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的高温变形性能

通过高温拉伸及胀形实验,研究了Fe78Si9B13非晶合金的塑性变形性能。高温拉伸的温度范围为430℃~530℃,初始应变速率为1.67×10-4s-1~1.67×10-3s-1。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对高温变形后的微观组织进行了分析。高温拉伸的延伸率随温度的升高先增大后减小,450℃时达到最大;在450℃,初始应变速率为8.33×10-4s-1时延伸率为40%。在450℃胀形得到半径为5mm、高4mm的近半球试件,显示了Fe78Si9B13非晶合金具有良好的高温变形性能。高温塑性变形过程中伴随着非晶的晶化,使塑性流动应力增大,影响了Fe78Si9B13非晶合金的高温变形性能。     

退火态Fe-Si-B非晶合金恒导磁性能研究

对退火Fe78Si9B13非晶合金部分晶化后的恒导磁特性进行了研究.结果表明,对于Fe78Si9B13非晶态铁基合金,随着退火温度的升高和退火时间的延长,晶化相逐渐增多.在适当温度经一定的时间退火后,初始磁导率和最大磁导率均逐渐减小,磁化曲线呈现出一定的线性关系,即合金呈现恒导磁特性.这种特性是由于表面晶化引起的体积收缩,给内部未晶化层施加了压应力,导致内部的磁畴横向排列,使合金产生恒导磁现象.     

添加P对Fe78Si9B13合金非晶形成能力及软磁性能的影响

在惰性气体保护下制备了Fe78Si(9-x)B13Px(x=0,1,3,5,7)合金的楔形试样和非晶条带,用多种分析手段考察了合金的非晶形成能力和磁性能。结果表明,P的加入可提高合金的非晶形成能力,P含量为3at%时非晶厚度达497μm。合金的综合软磁性能则在P含量为1at%时达到最佳,此时的饱和磁感应强度上升至1.81 T,矫顽力为32.02 Oe。     

基于晶化动力学对Co70Fe10Si9B7Cu1Nb3非晶合金软磁性能的调控

钴基非晶合金作为应用广泛的软磁材料具有高磁导率、低矫顽力等优点,但饱和磁感应强度普遍偏低。为此,采用单辊急冷法制备Co₇₀Fe₁₀Si₉B₇Cu₁Nb₃非晶合金薄带,通过晶化动力学的计算对其晶化行为进行分析,并合理制定退火温度,实现对Co₇₀Fe₁₀Si₉B₇Cu₁Nb₃非晶合金软磁性能的调控。结果表明：Co₇₀Fe₁₀Si₉B₇Cu₁Nb₃非晶合金晶化反应过程中起始晶化反应激活能E_x1大于峰值晶化反应激活能E_p1,即晶体的形核过程比晶体长大过程更困难,但起始晶化反应温度T_x要低于峰值晶化反应温度T_p,因此选择...     

磁致Fe78Si9B13非晶合金纳米晶化磁矩的理论计算

用低频脉冲磁场处理非晶Fe78Si9B13合金,在低温下发生了纳米晶化,利用M?ssbauer谱和LDJ9600震动样品磁强计进行了微结构和磁性分析.借助于固体与分子经验电子理论中的BLD方法,计算了非晶Fe78Si9B13合金磁致低温纳米晶化前后的价电子结构,并算出了磁矩,其理论计算值与实验测定值的误差小于7%,满足一级近似要求,说明从价电子层次上计算非晶合金的磁矩是可以实现的.     

低频脉冲磁场处理非晶合金Fe78Si9B13低温纳米晶化的穆斯堡尔谱研究

用低频脉冲磁场处理非晶Fe78Si9B13合金,处理过程中的温升用LRSC型红外非接触测温仪测量,处理前后的试样用M?ssbauer谱结合透射电镜进行了微结构分析.结果表明,在低频脉冲磁场处理下,非晶Fe78Si9B13合金在低温下即发生了纳米晶化,试样温升小于7 ℃时,晶化析出相为体心立方α-Fe(Si),析出量介于2.18%～9.43%之间,晶粒尺寸约10 nm,且所形成的非晶/纳米晶双相纳米合金的平均超精细磁场较原始非晶合金的均有所增强.     

低频磁脉冲处理Fe78Si9B13非晶合金的低温纳米晶化

对Fe78Si9B13非晶进行了低频磁脉冲处理(场强0.01-0.04 T,频率20-40 Hz,作用时间60-300 s),以红外非接触测温仪测量处理过程的试样温升,用M(o)ssbauer谱、透射电镜观察试样的微结构变化.研究表明,在磁脉冲作用下,非晶合金发生了低温纳米晶化(温升△T=7℃),晶化相α-Fe(Si)的晶粒尺寸约10 nm、析出量2.18%-9.43%;所形成的双相纳米合金对应的平均超精细磁场较非晶的原始制备态明显增加.     

Fe79Zr9B12和Fe76Zr9B15合金的晶化行为和磁性能

采用单辊快淬法制备Fe79Zr9B12和Fe76Zr9B15非晶合金薄带,并对两合金进行不同温度下热处理。利用差热分析仪(DTA)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究Fe79Zr9B12合金和Fe76Zr9B15合金的晶化行为和磁性能。结果表明,Fe79Zr9B12合金和Fe76Zr9B15合金的晶化激活能分别为404.42 kJ/mol和370.75 kJ/mol。晶化初期,有α-Mn型相和α-Fe相从Fe79Zr9B12非晶合金基体中析出,Fe23B6型相和α-Fe相从Fe76Zr9B15非晶合金基体中析出。α-Mn型相和Fe23B6型相均为亚稳相,进一步高温热处理后,α-Mn型相转变为α-Fe相,Fe23B6型相转变为α-Fe相、Fe2B相和Fe3B相。Fe79Zr9B12合金的矫顽力(Hc)在600℃退火后突然增大,继续高温退火,Hc下降;Fe76Zr9B15合金的Hc随着退火温度的升高持续增大。两种合金矫顽力随退火温度的变化与退火后合金的微观结构密切相关。     

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.     

Fe78B13Si9熔体与铁的润湿行为

采用座滴法研究了真空条件下1 180~1 220℃之间Fe78B13Si9熔体在纯铁上的润湿行为,结合DeGennes液滴润湿动力学模型分析了Fe78B13Si9熔体在纯铁上的润湿动力学。结果表明:Fe78B13Si9熔体与铁间有良好的润湿性,平衡接触角在10°~40°之间;Fe78B13Si9熔体与铁的润湿为反应性润湿,润湿过程中由于熔体与基体之间的溶解和相互扩散,熔体体积首先增大,然后随着熔体等温凝固的进行又逐渐减小;由于熔滴体积在润湿过程中不断变化,以及测量接触角与实际接触角的差异,De Gennes液滴润湿动力学模型不能描述Fe78B13Si9熔体在铁基体上的铺展规律。     

Influence of High-temperature Oxidation on Soft Magnetic Properties of Fe78Si9B13 Amorphous Alloy

研究了高温氧化对铁基非晶Fe78Si9B13合金软磁性能的影响。结果表明:非晶Fe78Si9B13合金带材经高温氧化处理后,在其表面形成了一层厚度约为10μm的高电阻率铁的氧化物层;Fe78Si9B13合金高温氧化磁化变得困难,且饱和磁感应强度Bs由氧化前的Bs=1.42~1.46 T下降到氧化后的Bs=1.29~1.38 T。同时,对非晶Fe78Si9B13合金带材经高温氧化处理后磁化困难的原因进行了讨论。     

退火处理对温压Fe78Si9B13非晶软磁粉芯的影响

采用粉末冶金温压成形技术研制了Fe₇₈Si₉B₁₃非晶软磁粉芯,研究了退火处理对该种软磁粉芯的密度、磁导率、磁损耗、品质因数的作用。结果表明,当退火温度为450 ℃及以上时,磁粉芯已被晶化。在25~400 ℃范围内,有效磁导率随温度升高而迅速增大,400 ℃时达到最高值33.9（100 kHz）,随后急剧下降。随着退火的温度升高,磁粉芯的磁损耗逐渐减小,400 ℃退火时磁损耗达到最低值82.52 W/kg（100 kHz),然后会随退火温度升高迅速增大。磁损耗经退火后明显比未退火的小。品质因数随退火温度的变化趋势与磁损耗的刚好相反。磁场退火比未加磁场的退火更有利于提高磁粉芯的磁导率和降低磁损耗。     

带材破碎制备Fe_（78）Si_9B_（13）非晶合金粉末及其磁粉芯性能

对带材破碎法制备Fe78Si9B13非晶合金粉末及其磁粉芯的性能进行了研究。球磨气流复合破碎法是带材破碎制粉的有效途径之一。通过与美国Magnetics相同磁导率磁粉芯产品的磁性能对比,证明Fe78Si9B13非晶磁粉芯是综合性能良好的一种新型磁粉芯。     

退火工艺对FeSiB非晶薄带的模量和膨胀系数的影响

采用单辊法制备了宽4.5mm、厚25μm的Fe78Si9B13非晶薄带,并用Q800动态热机械分析仪(DMA)测试了非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数,并分析了它们随着退火工艺及测试温度的变化关系。结果表明,退火可以提高非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数;退火态与淬火态非晶薄带的弹性模量、线形变和线膨胀系数随测试温度的变化规律相同,即弹性模量都随测试温度的升高而减小;线形变都随测试温度的升高而增大;线膨胀系数在低温时都随测试温度的升高而增大,在高温时都随着测试温度的升高而减小。     

New fracture morphology of amorphous Fe78Si9B13 alloy

The tensile fracture morphology of a brittle amorphous Fe-based ribbon was investigated by scanning electron microscopy（SEM）. The fracture surface consists of mirror, mist and river-pattern zones with crack propagating. The formation of nanoscale damage cavity structure is a main characteristic morphology on the fracture surface. Approaching the fracture source in the mirror, these damage cavities assemble and form the nanoscale periodic striation patterns, which are neither Wallner lines nor crack front waves. At shear deformation stage, the apparent surface energy yf of amorphous Fe78Si9B13 ribbon is much smaller than that of less-brittle amorphous alloys, which indirectly indicates amorphous Fe7sSi9Bl3 ribbon is perfectly brittle. The crack branching appears at the moment of final fracture due to the high crack propagating velocity.     

Fe78Si9B13非晶粉末的钝化工艺对其磁粉芯性能的影响

对Fe78Si9B13非晶合金带材破碎粉末制备磁粉芯中的粉末钝化工艺进行了研究。通过添加3类不同的钝化剂对铁基非晶粉末进行表面钝化处理后,可显著改善非晶磁粉芯的成形性及磁性能。改变钝化剂的配方和浓度、控制钝化程度是控制非晶磁粉芯性能（有效磁导率、品质因数Q、损耗、频率特性等）的有效手段之一。