快速退火对铁基非晶合金磁特性的影响

发展了一种新的热处理方法以改善铁基非晶合金的软磁特性。经低于结晶温度３３０℃×０．５ｈ预退火处理，随后进行快速退火，Ｆｅ７５Ｍｎ６Ｓｉ８Ｂ１１非晶合金显示出最好的磁特性，这种结果可以解释为在低温预处理产生晶核，在快速退火处理时发生应力完全消除和微晶化。     

纵磁退火处理和张应力对1K101非晶合金薄带磁化特性及损耗的影响

研究了纵磁退火处理和张应力对1K101非晶合金薄带磁化特性以及损耗的影响,并采用Kerr方法观测了合金的磁畴形貌。结果表明,张应力驱动淬火态1K101合金感生出宏观单轴各向异性,使带材沿应力方向趋向于易磁化,且铁损下降,这与经纵磁退火处理后的带材磁化特征高度相似。通过磁畴观测发现,在张应力作用下,淬火态非晶合金中迷宫样窄小畴的磁畴壁沿应力方向呈Z字形排列,说明沿应力方向磁化时需消耗的外磁场能减少,这对带材软磁性能的优化起到了关键作用。     

Fe-Al合金薄膜的磁致伸缩特性

一般稀土金属-过渡金属系磁致伸缩材料都有脆和容易氧化等问题。而具有体心立方结构（bcc）的铁系磁致伸缩材料，较之稀土-铁系材料具有较高的韧性和耐蚀性。Fe-17％（原子）Ga单晶合金在室温下显示很高的磁致伸缩敏感度，但这一合金有价格高昂且难处理等问题，然而Fe-Al合金显然有其更多的优越性。因此，采用离子镀装置制备了Fe-Al合金薄膜，研究了结晶结构和磁特性及其磁致伸缩特性。研究时所用的薄膜试样是在三电极配置离子镀装置上制备的。首先在电弧炉中用纯铁（99．9％）和铝（99．5％）制得Fe-Al合金锭，通过电子束加热熔融蒸发形成Fe-Al合金蒸发源。在此蒸发源-基片Si（100）间设置的探针电极上施加正电位（50V），使之发生放电，由此所蒸发的金属蒸汽等离子化并沉积于硅基片上，通过改变Fe-Al合金蒸发物的成分来控制所形成的合金薄膜的成分。依靠基片托架背面的加热器来控制基片温度，于523K基片温度下进行镀膜。用能散X射线光谱法分析Fe-Al合金膜的成分,用触针法测定膜厚，用X射线衍射装置进行结构分析，用振动样品磁强计测定试样磁性，用光杠杆法测定试样的磁致伸缩。     

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.     

脉冲磁场致非晶合金纳米晶化及巨磁阻抗研究

对Co68.15Fe4.35Si12.5B15非晶合金薄带进行低频脉冲磁场处理,M?ssbauer谱分析及透射电镜(TEM)观察结果表明,样品发生了初始纳米晶化,晶化量与磁脉冲强度有关。采用巨磁阻抗(简称GMI)测量仪测量样品GMI,结果显示GMI与脉冲磁场强度HP呈非单调变化规律,HP为350 kA·m-1时样品具有最大GMI,其值为263.5%。磁脉冲在样品内感生的横向各向异性对GMI效应产生影响,当外加直流磁场Hex等于感生磁各向异性场Hk时,GMI出现峰值     

Fe85Zr10B5三元非晶合金的非晶形成能力及磁热性能

采用单辊甩带法成功制备了Fe₈₅Zr₁₀B₅非晶合金,并对其非晶形成能力、磁性能和磁热效应进行了研究。结果表明：Fe₈₅Zr₁₀B₅非晶合金具有较大的过冷液相区宽度、γ参数和临界截面厚度,表明其优异的抗晶化热稳定性和非晶形成能力。Fe₈₅Zr₁₀B₅非晶合金在325 K的居里温度(T_c)下表现出3.26 J/(kg·K)的磁熵变峰值(-ΔS_m^peak),高于其他T_c相近的Fe基非晶合金。Arrott曲线和-ΔS_m^peak∝H^0.74的线性关系表明了Fe₈₅Zr₁₀B₅非晶合金典型的二级磁相变行为,这使该合金具有超宽的工作温度区间和较大的磁制冷能力(约546.4 J/kg)。F...     

铁基非晶合金带材压磁现象测试与表征方法改进及其压磁特性

本文在无接触式电感方法基础上自主开发改进了一套新的测试系统,改进的测量装置可以表征铁基非晶合金带材的压磁特性。研究表明,在σ≤0.1 MPa下,Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉非晶带材具有良好的圧磁特性,在测试条件lev=0.3V 、f=1 kHz时,Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉非晶带材均在多次试验中均表现出很好的稳定性和重复性。带材对微小应力极为敏感,在对带材进行初步施压时,样品的电感值出现迅速上升趋势,通过放大实验进一步精确了带材的应力敏感区间约在0-1.5 KPa之间;不同厚度和宽度的Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉非晶带材对其压磁性能具有较大影响,测量的电感初值及其相应的SI(%)Max值总体上随着相应尺寸的增加而增大;带材宽度一定时,33-36 mm厚带材的压磁性能最优, 相应的SI(%)Max为19.8%;带材厚度一定时,20 mm宽的带材具有更加优异的压磁性能,其SI(%)Max高至22.02%。     

钴基非晶合金压粉铁心

上世纪九十年代日本アプソンァトミツクス公司开发成功一种金属熔体旋转水流雾化新方法——SWAP法（Spinning Water Atomization Process），它是以高速旋转的水流喷射金属熔体液流，能以10℃／s以上的急冷速度使雾化金属液滴冷凝，同时实现大量生产，在日本这一新工艺于2004年正式投入工业生产，并生产了铁基非晶压粉铁心，所制得的铁心损耗很低具有优良的直流叠加特性，     

Zr含量对非晶合金非晶形成能力及力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备出直径为3 mm的[Zr0.72+x(Cu0.59Ni0.41)0.28-x]88Al12(x=0,0.05,0.1)棒状非晶合金。通过X射线衍射(XRD)、差示扫描热量法(DSC)、微机控制电子式万能力学试验机和扫描电镜(SEM)研究其非晶形成能力与压缩力学性能的变化规律。结果表明:随着Zr含量的提高,合金的过冷液相区宽度ΔTx减小,热稳定性下降;约化玻璃转变温度Trg和参数γ均随着Zr含量的提高而下降,非晶形成能力下降;在x=0时,断裂强度、塑性应变和抗压强度均达到最大值,分别为1 531 MPa、14.61%和1 838 MPa;而在x=0.1时,塑性应变和抗压强度则分别达到最小值5.06%和1 495 MPa;试样的室温准静态压缩力学性能随Zr含量的增加而下降。     

退火处理对FeNiAIGaPBSiC非晶合金热力学参数的影响

利用XRD和DSC测定了Fe68NilA15Ga2P9.65B4.6Si3C6.75非晶在淬火态和高低温结构弛豫后的热力学参数,并计算出相关的混合焓△H值.研究结果发现:随着弛豫退火温度的升高,玻璃转变温度Tx和晶化初始温度Tx呈升高的趋势,晶化峰值温度变化不明显;经673 K高温弛豫后,合金的晶化焓值高于573 K低温弛豫后的值.实验证明:退火后的两种合金的热稳定性都有所增强,经573 K低温退火处理后的非晶合金更加稳定.     

Influence of heat treatment on high frequency soft magnetic properties of Finemet amorphous alloy

In order to study high-frequency soft magnetic properties of Finemet amorphous alloy, the microstructural change and nanocrystallization under different heat treatment conditions were investigated by XRD and TEM. The crystallite size of α-Fe was calculated from the XRD pattern using the Scherrer formula, while the high frequency magnetic properties were measured at room temperature by TPS-200SA exchange tester. The results of XRD and TEM indicate that the nanocrystallization occurs at 500 ℃. When the annealing temperature increases to 560 ℃, the amorphous alloy becomes totally nanocrystallized and the crystallites distribute homogeneously, thus an excellent combination of soft magnetic properties is obtained.     

FeCoNiSiB非晶合金感生各向异性对磁性能的影响

研究了恒温张力退火和横磁退火工艺对FeCoNiSiB非晶合金各向异性及磁性能的影响。结果表明,合金经恒温张力退火后表现出高直流偏置性能和高损耗的特点,而经横磁退火后具有优异的综合软磁性能,即具有高直流偏置能力的同时具有低损耗的特点。其中,恒温张力退火过程中提高退火温度时合金直流偏置能力增加,550 ℃下张力退火5 min的直流偏置场强度H_0.98为195 A/m,对应的损耗值P_cm为7255 W/kg;而经450 ℃横磁退火后,合金直流偏置场强度H_0.98可达374 A/m,对应的损耗值P_cm仅为200 W/kg。除此之外,经恒温张力退火和横磁退火后FeCoNiSiB非晶合金内部均形成180°条形磁畴结构,但其磁化矢量方向分别平行和垂直于磁化方向。     

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。     

Ni合金化对Finemet合金热稳定性及软磁性能的影响

通过铜辊甩带法制备了成分为Fe_73.5-xSi_13.5B₉Cu₁Nb₃Ni_x(x=0、1、2、3)的非晶带材,并对其进行退火处理。利用XRD、DSC、VSM和软磁直流测试仪等对带材的相结构、热稳定性以及软磁性能进行测试分析。结果表明,所制备合金带材淬火态下均为完全非晶结构,经560 ℃保温60 min退火处理后,合金中形成了非晶和α-Fe(Si)纳米晶双相共存结构。随着Ni含量的增加,整体上非晶带材的一级起始晶化温度T_s1和二级起始晶化温度T_s2先减小后增大,两级起始晶化温度之差ΔT_s整体呈下降的趋势,由166.0 ℃下降至132.8 ℃,热稳定性降低。淬火态下,Ni元素的添加使得非晶带材的软磁性能有所恶化。经退火处理后,带材的软磁性能明显提升,当Ni含量x=1时,具有较好的软磁性能,其饱和磁化强度为157.7 emu/g,矫顽力为6.8 Oe。     

Fe73.2Si16.2B6.6Nb3Cu1非晶合金粉体电磁屏蔽性能研究

为防控电磁污染问题,亟待开发更好的电磁屏蔽材料。本文设计了成分为Fe_73.2Si_16.2B_6.6Nb₃Cu₁的合金并制备了非晶合金条带,经过高能球磨处理得到非晶合金粉体。研究了球磨处理时间对合金粉体软磁性能、微观结构、形貌和电磁波吸收性能的影响。结果表明,非晶合金粉体球磨后产生了α-(Fe,Si)相,提高了软磁性能,饱和磁化强度最高可达137.94emu/g。非晶粉体形貌为椭球状,随球磨时间增加,合金粉体粒径减小,提高了电磁波吸收性能,最小平均粒径为8.42μm。合金具有优异的电磁波吸收性能,电磁波损耗机制主要为磁损耗。球磨50h后的非晶合金粉体具有最佳的电磁波吸收性能,在频率为4.57GHz处取得的最小反射损耗达到-42.26dB,吸波剂厚度为2.5mm时的最大有效吸收(<-10dB)带宽高达5.78GHz。     

磁场参数对镁合金焊接接头力学性能的影响

在对5 mm厚的AZ31镁合金板进行TIG焊过程中,施加纵向交流变频磁场.试验过程中调节磁场参数对试样进行抗拉和硬度试验,采用扫描电子显微镜及光学金相显微镜对试样的焊缝进行显微组织和断口分析,研究磁场参数对AZ31镁合金接头组织和力学性能的影响规律,并对磁场作用机理进行研究.结果表明,外加纵向磁场可以促使电弧旋转对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善;当磁场电流为2 A,频率为20 Hz时,焊缝的力学性能达到最佳值,此时硬度为76.2 HV,抗拉强度为231 MPa.     

分步纵磁热处理对Fe3.85Co66.18Si14.5Ni0.97B14.5钴基非晶合金结构和性能的调控

为了制备低磁导率、高矩形比、低矫顽力的钴基非晶合金,对Fe_3.85Co_66.18Si_14.5Ni_0.97B_14.5非晶合金带材采用施加不同热处理工艺,且对其结构和性能进行测试分析的方式进行调控。结果表明,分步纵磁热处理之后的磁芯弛豫焓降低,致密度和有序度增加;在晶化温度之下进行退火的合金都保持非晶态;分步纵向磁场热处理可显著提升磁芯的磁学性能,且当普通热处理温度为480 ℃时,性能最佳,矫顽力0.17 A/m、矩形比96.81 %、1 kHz的有效磁导率为5675.05,且此时的磁畴呈规则的板条状,取向与外磁场呈12.8°的夹角。基于Bertitto模型对其进行损耗分离,发现满足公式P_v=11.05×f×B^0.9814_m+0.7495×f²×B²_m。     

富铁Fe-Nd-Al系大块非晶合金的制备及其性能

利用普通的铜模铸造制备了一系列富Fe的Fe-Nd-Al块状非晶合金,采用X射线衍射仪、差示量热扫描仪、振动样品磁场仪和Instron万能材料试验机研究了Fe-Nd-Al块状非晶合金的热稳定性、室温磁性和力学性能。结果表明：Fe50Nd35Al15、Fe45Nd40Al15和Fe42.5Nd42.5Al15块状非晶合金的△Tm（△Tm=Tm-Tx）和晶化开始温度（Tx）与熔点（Tm）的比值分别为106、90和64K及0.88、0.90和0.93;其临界尺寸分别为1.5、3和4mm。此外,随Fe含量的减少,大块非晶的非晶形成能力和硬磁性能提高,但其力学性能有所下降。     

强磁场下电磁振荡对Al-Si过共晶合金凝固中初生硅分布和形貌的影响

研究了强磁场与交变电流复合作用产生的振荡对Al-18%Si合金中初生硅分布和形貌的影响规律.结果表明,磁场强度较小时,初生硅发生偏聚现象;随着磁场强度的增大(10 T),初生硅的偏聚现象逐渐减小至消失,并且随着振荡力的增大,初生硅由星瓣状向板条状和近颗粒状转变.同时,分析了初生硅的迁移行为,发现磁场下颗粒迁移的终端速度随颗粒尺寸的减小以及磁场强度的增大而降低.理论分析与实验结果相符.