Nb对Fe-Co基合金非晶形成能力及磁性能的影响

利用铜模吸铸法制备(Fe0.5Co0.5)71-xNbxZr3Nd4B22(x=0~10)系块体合金,研究合金元素Nb的添加对该体系合金非晶形成能力(GFA)和磁性能的影响。结果表明,适当Nb的添加能有效提高合金的非晶形成能力。当Nb含量为5at%时,可获得具有完全非晶结构的块体非晶合金,该合金呈现典型的软磁性能,饱和磁化强度(Ms)为79 Am2/kg;合金的晶化温度(Tx)为957 K,晶化激活能E为538.30 kJ/mol。     

Fe72-xNd7B21Nbx(x=0~4.0)块体合金晶化过程和磁性能的研究

采用铜模吸铸法制备了直径为2mm的Fe_(72-x)Nd_7B_(21)Nb_x(x=0~4.0)块体合金,利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)和多功能物理性质测量系统(PPMS)研究了Nb含量对该体系合金非晶形成能力、晶化行为及磁性能的影响。结果表明:适当的添加Nb有助于提高该体系合金的非晶形成能力,当Nb含量为2.0at%,2.2at%和2.5at%时,可以获得基本为非晶结构的块体合金。Nb含量对该体系合金的晶化行为有着重要影响,Nb含量为2.5at%的合金在晶化过程中能有效抑制非磁性相的析出,增强了晶粒间的交换耦合作用,使得其剩磁得到明显的提高,具有最佳的综合磁性能:B_r=0.63T,H_(ci)=448.97kA/m,(BH)_(max)=36.32kJ/m~3。     

FeNbYB非晶合金的晶化过程及磁性能

用单辊快淬法制备Fe74Nb6-xYxB20(x=3 at%、4 at%、5 at%)非晶合金,取不同的温度对合金热处理,利用差热分析仪(DTA)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)研究了合金的非晶形成能力、晶化过程和磁性能。结果表明,添加微量Y元素提高了合金的非晶形成能力,当Y含量为5 at%时,Fe74Nb1Y5B20非晶合金过冷液相区具有最大值、△Tx=63℃。Fe74Nb6-xYxB20(3 at%、4 at%、5 at%)合金的晶化过程为:非晶→非晶+α-Fe+Fe23B6+Fe2B→α-Fe+Fe23B6+Fe2B。随着退火温度的升高,3种合金Fe74Nb6-xYxB20(x=3 at%、4 at%、5 at%)饱和磁化强度MS变化趋势是一致的,在670℃退火后3种合金MS均达到最大、分别为128、122、134 A·m2·kg-1,矫顽力Hc为2.96、3.12、3.36 kA·m-1,在750℃退火后,Hc快速增大。     

Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金磁性能的研究

采用铜模吸铸法制备出厚度为0.8 mm的片状Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金.利用X射线衍射(XRD),差热分析(DTA)和振动样品磁强计(VSM)研究了Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金在铸态和不同温度退火后的磁性能.结果表明,Fe68Nd5Zr2Y4B21大块非晶合金在铸态下为软磁性.合金晶化退火后,磁性能转变为硬磁性,得到了块状的纳米晶复合永磁材料.合金硬磁性的产生是由于合金晶化后产生了Nd2Fe14B硬磁性相和α-Fe,Fe3B软磁性相,软、硬磁相间产生了较强的交换耦合作用而造成的.这一方法为制备块体纳米晶复合永磁材料提供了一种新的手段.     

Nd60Fe20Al10-xCo10Bx非晶合金的结构、磁性能和晶化行为的研究

采用示差扫描量热法(DSC)，X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究了Nd60Fe20Al10-xCo10Bx(x=0，2，5)大块非晶合金的结构、磁性能和晶化行为。结果表明：Nd60Fe20Al10-xCo10Bx非晶合金在晶化前既没有发生玻璃转变也没有过冷液相区；Nd60Fe20Al10Co10合金的DSC曲线上在360℃～475℃之间有1个宽的放热峰，加入2at％～5at％的B后该放热峰消失。铸态Nd60Fe20Al10-xCo10Bx(x=0，2，5)大块非晶合金在室温具有硬磁性。随B含量的增加，合金的内禀矫顽力显著增加，而饱和磁化强度和剩磁则有所下降。B的加入使Nd60Fe20Al10Co10合金的晶化行为发生明显变化。     

铜模吸铸法制备Fe-Nd-Al-B-Nb合金的结构和磁性能的研究

利用铜模吸铸法制备了厚度为1 mm片状的[(Fe0.53Nd0.37Al0.1)96B4]100-xNbx(x=0,2,4,6,8)合金.采用示差扫描量热法(DSC),振动样品磁强计(VSM)和X射线衍射(XRD)仪研究了Nb对该合金非晶形成能力、热稳定性和磁性能的影响.结果表明,Nb元素的添加可以有效提高合金的非晶形成能力和热稳定性,且显著提高了合金的饱和磁化强度.一定量的Nb元素(≥4at%)将抑制合金中Nd2Fe14B硬磁相的析出,使合金的磁性能从硬磁性转变成软磁性.     

Ni/Co比例及微量Dy对FeCoNiBSiNb块体非晶合金玻璃形成能力和磁性能的影响

采用水冷铜模吸铸工艺制备了一系列的(Fe0.5Co1-xNix)72B19.2Si4.8Nb4(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.4)块体非晶合金.并采用X射线衍射仪(XRD)、差热分析仪(DTA)、振动样品磁强计(VSM)测试了块体非晶合金的结构、热稳定性和软磁性能.探讨了不同Ni/Co比例及添加稀土元素Dy对FeCoNiBSiNb系合金玻璃形成能力(GFA)、热稳定性及磁性能的影响.结果表明:当x=0.05,0.1,0.15,0.2时可制备出直径2mm的非品合金棒,但不能获得3mm非晶合金棒,x=0.25,0.3,0.4均不能获得直径2mm的非晶合金棒,且随Ni/Co比例的增大,即随Ni含量的增加,热稳定性先增加,后逐渐减小,过冷液相区△Tx逐渐减小,非晶合金的玻璃形成能力呈下降趋势,非晶合金的饱和磁化强度(Ms)下降.添加1 at%Dy后,提高了合金的非晶形成能力,可制备出直径3mm的[(Fe0.5Co0.4Ni0.1)72B19.2Si4.8Nb4]99Dy1非晶合金棒,但合金的Ms下降.     

退火温度对Fe-Co-(Nb,V)-B-Cu非晶合金组织及软磁性能的影响

采用单辊旋淬法制备出Fe69Co8Nb7-xVxB15Cu1(x=0,2,5,7)系列非晶合金,将非晶合金在不同温度进行退火,通过X射线衍射仪、透射电镜和B-H磁滞回线仪对退火后合金的微观组织和软磁性能进行分析。结果表明:退火温度对合金的微观组织和软磁性能影响显著,当TaTg时,由于结构弛豫,内应力的释放,非晶合金的矫顽力(Hc)降低;当Tx1TaTx2时,由于bcc结构α-Fe(Co)纳米晶相的析出,合金的饱和磁感应强度(Bs)明显增大;当TaTx2时,由于α-Fe(Co)晶粒粗化和非磁性相的析出,合金的软磁性能急剧恶化。其中Fe69Co8Nb5V2B15Cu1非晶合金在580℃退火1 h,表现出极为优异的软磁性能,其Bs=1.15 T,Hc=0.9928 A/m,μi=48460,而Fe69Co8V7B15Cu1非晶合金在650℃退火1 h,则发生软磁到硬磁性能的转变。     

元素Tb对(Fe,Co)-B-Si-Nb块体非晶形成及磁性能的影响

用铜模吸铸工艺制备了[(Fe0.5Co0.5)0.72B0.192Si0.048 Nb0.04]100-xTbx和[(FeyCo1-y)0.72B0.192Si0.048Nb0.04]98Tb2块体非晶合金,并用XRD、DSC、振动样品磁强计(VSM)测试和分析了微量稀土元素Tb和不同Fe与Co比例对(Fe,Co)-B-Si-Nh体系玻璃形成能力、热稳定性及软磁性能的影响.试验表明,添加2 at%的Tb,提高了合金的非晶热稳定性和形成能力,制得的非晶合金棒的直径从φ2mm增加到φ3 mm,但饱和磁化强度下降;[(FeyCo1-y)0.72B0.192Si0.048Nb0.04]98Tb2合金随Fe与co比例从5:5增加至7:3时,合金的非晶形成能力呈下降趋势,但均能形成直径为φ2 mm的非晶棒,而其热稳定性和饱和磁化强度随铁含量的增大而提高.     

(Fe_(1-x)Co_x)_(80)Zr_(10)B_(10)(x=0,0.1,0.2,0.3)合金的热性能、结构和磁性能研究

采用单辊快淬法制备(Fe1-x Cox)80Zr10B10(x=0,0.1,0.2,0.3)非晶合金,并对4种合金在不同温度下进行等温热处理。利用差热分析仪(DTA),X射线衍射仪(XRD),透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等测试手段对样品的热性能、微观结构及磁性能进行研究。结果表明,未添加Co元素的Fe80Zr10B10合金的热稳定性明显高于添加Co元素的合金,而(Fe1-x Cox)80Zr10B10(x=0.1,0.2,0.3)合金的热稳定性相差不大。Fe80Zr10B10和Fe72Co8Zr10B10合金的晶化过程相似;Fe64Co16Zr10B10和Fe56Co24Zr10B10合金的晶化过程相似。4种合金的矫顽力(Hc)呈现先上升后下降的趋势,在873 K达到最大值。     

铜模吸铸法制备Fe-Nd-Al-B-Dy合金的结构和磁性能

为了进一步改善Fe-Nd-Al-B非晶合金的非晶形成能力和磁性能,研究添加Dy元素对此体系合金的显微结构、磁性能以及晶化行为的影响.利用铜模吸铸法制备厚度为1mm的片状(Fe0.51Nd0.35Al0.10b0.40)100-xDyX(x=0,1,3,6)合金.采用示差扫描量热法(DSC),振动样品磁强计(VSM)和X射线衍射仪(XRD)研究Dy对该系列合金非晶形成能力、磁性能和晶化行为的影响.结果表明,添加少量Dy元素使得合金Fe-Nd-Al-B-Dy的磁性能各项指标大幅度提高,得到较好的硬磁性.然而,当进一步提高Dy含量到6%时,合金呈现顺磁性.Fe-Nd-Al-B-Dy系合金晶化后,磁性能会发生很大转变,其中具有较好硬磁性的(Fe0.51Nd0.35Al0.10B0.04)99Dy1合金在完全晶化后呈现为顺磁性.     

Fe44Co20Nd7Nb4B25大块非晶合金磁性及热稳定性研究

采用铜模吸铸法制备了Fe44Co20Nd7Nb4B25大块非晶合金,利用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)和振动样品磁强计(VSM)研究了该合金的结构、非晶形成能力、热稳定性及磁性能.结果表明:该合金为完全非晶结构,在室温下表现为良好的软磁性,并具有较好的非晶形成能力和热稳定性,晶化激活能Ep为642 kJ/mol.退火后该合金表现为硬磁性,退火温度为1003 K时,内禀矫顽力iHc达到最大值,为l164kA/m;退火温度为963 K时,剩余磁感应强度研和最大磁能积(BH)max的值最大,分别为0.27 T和15.79 kJ/m3.     

铁钴基块体非晶合金的热膨胀特性和热导率研究

采用真空非自耗电弧炉制备出Fe24 XCo24XCr15Mo14C15B6Y2(X=0,2,4,6,8)块体非晶合金,利用热膨胀测试仪和激光闪射热导率测试仪测量合金的热膨胀系数和热导率并与差示扫描量热曲线和高温XRD图谱进行对比,研究不同Co含量块体非晶合金的线性热膨胀行为随温度的变化规律和Co元素含量、不同组织对铁钴基块体合金热导率的影响。结果表明,随着Co含量减小,不同Co含量铁钴基非晶合金均出现规律相似的两次晶化过程,并且二次晶化起始温度依次提高。当X=0时,在875 ℃附近热膨胀系数出现第三个极大值点;25 ℃时Fe24 XCo24-XCr15Mo14C15B6Y2 (X=0,2,4,6,8)铁钴基非晶合金热导率在7.12~7.35 W/(m.K)范围内,在700 ℃温度退火处理的Fe24 XCo24-XCr15 Mo14C15B6Y2 (X=0,2,4,6,8)铁钴基非晶合金的热导率值为7.5~9.46 W/(m.K),然而920 ℃退火处理后,热导率变化比较显著并出现先升高后下降的趋势。     

Fe/Co比对FeCoBSiNb系大块非晶合金晶化行为的影响

采用Kissinger、Ozawa和MKN法研究Fe/Co比例变化对(FexCo1-x)72B19.2Si4.8Nb4系大块非晶合金晶化行为的影响。结果表明,当x在0.3～0.7之间变化时,所制备的直径为2mm的(FexCo1-x)72B19.2Si4.8Nb4系合金棒为完全非晶结构;玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx及晶化峰值温度Tp随加热速率的增大均向高温区移动;用Kissinger法、Ozawa法和MKN法测定的非晶合金激活能结果非常接近,其中Kissinger法和MKN法测得的结果稍大,且都呈现出Ex>Ep>Eg的规律性;随着Fe含量的增加,晶化激活能Ex先增大后减小,而阶段晶化激活能Eo最大值呈下降趋势。     

Co对Ti-Zr-Be-Cu块体非晶形成能力及热稳定性的影响

采用铜型铸造法制备直径为12mm的Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)系列块体非晶合金。采用X射线分析(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)研究了Co元素含量变化对Ti-Zr基合金的非晶形成能力、结构变化以及热稳定性的影响。结果表明,随着Co元素替代部分Be元素(x=3.5,7.5),合金的非晶形成能力由5mm显著提高到12mm,进一步增加Co元素含量(x=11.5)时,非晶形成能力迅速降低,其形成能力不足5mm;但随着Co含量的变化,Ti35Zr30Be27.5-x Cu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)系列块体非晶合金的玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx分别从x=0时的636K和718K降低到x=11.5时的612K和647K。讨论了Co元素的添加对Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)合金结构变化的影响。     

[Fe_(0.71)(Dy_xNd_(1-x))_(0.05)B_(0.24)]_(96)Nb_4(x=0-1)块体合金的非晶形成能力和磁性能

采用铜模吸铸法制备[Fe0.71(DyxNd1-x)0.05B0.24]96Nb4(x=0-1,摩尔分数)块体合金,利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究合金的非晶形成能力(GFA)和磁性能。结果表明:该体系合金均具有较好的非晶形成能力,可制备出直径为2 mm的完全非晶合金,随着Dy含量(x)的增加,合金的非晶形成能力逐渐增强。当x=1时,可制得直径为3 mm的完全非晶合金;饱和磁化强度(Ms)由x=0时的Ms=97.59 A·m2/kg逐渐降低到x=1时的Ms=75.85 A·m2/kg。该体系直径为2 mm的块体非晶合金均表现为明显的软磁性特征。     

铁基非晶软磁合金与非晶磁心

Fe40Co40Cu0．5Al2Zr0Si4B4．5和Fe62Co9．5Gd3．5Si10B15非晶合金的晶化和磁性能 非晶态合金由于其非晶相原子排列的特殊性,而使其具有了优异的力学性能和功能特性。(Fe0．5Co0．5)88Zr7BaCu1,合金“HITPERM”是近年来开发成功的有可能作为高温应用的非晶态软磁材料,为了进一步改进这一合金     

Co(-Fe)-B-Si-Nb块体非晶合金

利用团簇线方法和微合金化原理研究了Co基Co(-Fe)-B-Si-Nb多组元合金体系中块体非晶合金的形成。首先,确定Co-B-Si三元体系为基础体系,利用团簇线(体现在三元体系中为二元特殊团簇与第三组元的连线)在Co-B-Si体系中确定基础合金成分;然后添加少量的Nb对基础三元成分进行合金化以提高合金的玻璃形成能力。利用铜模吸铸法制备直径为3mm的合金棒,结果表明能够形成块体非晶的合金成分为(Co8B3-Si)100-xNbx(x=4～5at%),其中,Co8B3为密堆附半八面体的阿基米德反棱柱团簇结构。并且这些非晶成分可近似地用(团簇)1(胶粘原子)1模型表达,为(Co8B3)1M1(M=(Si,Nb)),即非晶成分由一个团簇连接一个胶粘原子组成,其中胶粘原子M为Si和Nb原子的组合。最后用Fe替代部分Co可进一步提高合金的玻璃形成能力,得到的Co-Fe-B-Si-Nb五元块体非晶合金具有很好的软磁性能,其饱和磁化强度(Ms)最大可达0.98T,矫顽力(Hc)低于6A/m。     

Fe75-xMxHf3Y2B20(M=Co, Nb; x=0, 4)块体非晶合金的制备及其热、软磁性能

采用单辊法和铜模铸造法制备了Fe75-xMxHf3Y2B20(M=Co,Nb;x=0,4 at%)合金系的非晶薄带和非晶棒样品,并测试了该非晶合金系的差示扫描量热曲线、X射线衍射图谱和软磁性能.结果表明:少量的Nb或Co替代Fe75Hf3Y2B20中的Fe元素,合金的热稳定性和玻璃形成能力可得到明显的提高;其中Fe71Nb4Hf3Y2820的过冷液相区宽度△Tx高达75 K,约化玻璃转变温度Trg为0.58,直径达4 mm,饱和磁感应强度为0.97～1.08 T,该非晶合金同时具有较大的热稳定性、较强的玻璃形成能力和较好的软磁性能.     

纳米晶复合Nd10Fe80-xNbxB10(x=0~6)永磁合金的磁性能

采用熔体快淬法制备成分为Nd10Fe80-xNbxB10(x=0～6)的非晶条带,退火处理后得到纳米晶复合永磁合金。利用振动样品磁强计(VSM)分析该合金系的磁性能和软、硬磁性相间的交换耦合作用。结果表明,适量的Nb元素的添加可以使软、硬磁性相的晶粒细化,从而有效地增强合金中软、硬磁性相间的交换耦合作用,进而提高合金的综合磁性能。当Nb含量为4at%时,制得的合金条带具有最佳的综合磁性能:Hcj=936.02kA/m,Br=0.91T,(BH)max=125.86kJ/m3。