高饱和磁感应强度FePB系纳米晶软磁材料的制备和表征

发布时间：2017-03-23 13:14

  本文关键词：高饱和磁感应强度FePB系纳米晶软磁材料的制备和表征，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电子元器件向高频化,大电流的方向发展,对传统材料软磁材料提出了更高的要求,正是在这种情况下,铁基非晶、纳米晶软磁合金同时兼具高饱和磁感应强度和低损耗等优良特性,在当今电力及电子工业用软磁材料中应用越来越广泛。Fe77P7B13Nb2Cr1系合金由于软磁性能优良,常被用作制备功率电感,扼流圈等器件,具有极大的应用前景和价值。但是与传统纳米晶软磁材料相比,该合金非晶相居里温度Tc较低,而且两次晶化峰温度区间△Tx较窄,经过退火后的晶粒尺寸比较粗大,恶化软磁性能,极大限制了材料的高温应用,且目前对该材料制备工艺研究不多。为此,本论文重点从以下几个方面进行了研究:(1)研究了不同轮速(10、20、30、40m/s)条件下制备得到的Fe77P7B13Nb2Cr1淬态合金磁性能的影响规律,并分析了原因;在轮速为30 m/s情况下,分别在不同温度下(400℃,450℃,500℃,550℃,600℃)热处理非晶合金薄带10min,并研究了冷却速度对快淬Fe77P7B13Nb2Cr1合金结构和性能以及随后退火晶化的影响规律。确定了最佳制备工艺:30m/s,500℃-10min。(2)研究了Si元素取代对Fe77(P7-xSix)B13Nb2Cr1合金体系的影响规律,Si元素掺杂不仅可以提高合金的非晶形成能力,还可以提高非晶体系的热稳定性,适当的改变硅磷比例可以增大初生相α-Fe和富硼相的温度间隔,抑制α-Fe的异常长大,利于制备高性能的纳米晶软磁材料。Cu元素的掺杂为α-Fe的析出提供形核质点,改善晶相分布状态。结合DSC测试结果,通过Kissinger方程计算晶化激活能,发现硅铜复合添加,既能有效降低该合金体系一次晶化激活能,又能抑制二次晶化,复合添加效果显著。(3)本课题探究了Co元素掺杂对(Fe77-xCox)P7B13Nb2Cr1合金的影响规律,Co元素的添加改变了合金体系的晶化过程,增大初生相和次生相的温度间隔,提高了合金的高温稳定性,适量的Co添加(x=25)可以提高合金的饱和磁感应强度(Bs为1.5-1.6T),过量Co元素的添加并不利于合金软磁性能的提高。Co元素添加,使合金在常温下的矫顽力增大,软磁性能降低。
【关键词】：纳米晶 高饱和磁感应强度 软磁材料 晶化激活能 工艺参数 成分设计
【学位授予单位】：北京有色金属研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM27;TB383.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-25
• 1.1 课题背景9-23
• 1.1.1 非晶合金10-14
• 1.1.2 纳米晶合金14-20
• 1.1.3 铁基纳米晶软磁合金存在的问题20-21
• 1.1.4 传统非晶/纳米晶合金的制备方法21-23
• 1.2 课题意义23-25
• 2 研究方案25-32
• 2.1 课题内容与课题目标25-26
• 2.2 实验设备26-27
• 2.3 实验方案27-32
• 2.3.1 实验工作流程27-28
• 2.3.2 主要测试方法28-32
• 3 研究内容和结论32-53
• 3.1 工艺参数的选择与确定32-37
• 3.1.1 母合金熔炼32
• 3.1.2 辊速条件实验32-34
• 3.1.3 热处理实验34-37
• 3.2 Si添加对Fe_(77)（P_(7-x)Si_x）B_(13)Nb_2Cr_1合金结构和软磁性能的影响37-42
• 3.2.1 淬态Fe_(77)（P_(7-x)Si_x）B_(13)Nb_2Cr_1合金XRD结构分析37
• 3.2.2 淬态Fe_(77)（P_(7-x)Si_x）B_(13)Nb_2Cr_1合金DSC分析37-40
• 3.2.3 Fe_(77)（P_(7-x)Si_x）B_(13)Nb_2Cr_1合金软磁性能分析40-42
• 3.3 Cu添加对（Fe_(77)P4Si_3B_(13)Nb_2Cr_1）_(100-x)Cu_x合金结构和软磁性能的影响42-47
• 3.3.1 软磁性能分析42-43
• 3.3.2 淬态DSC结果分析43
• 3.3.3 晶化动力学计算43-47
• 3.4 Co元素添加对（Fe_(77-x)Co_x）P_7B_(13)Nb_2Cr_1结构和磁性能的影响47-53
• 3.4.1 淬态（Fe_(77-x)Co_x）P_7B_(13)Nb_2Cr_1合金的XRD分析47-48
• 3.4.2 淬态（Fe_(77-x)Co_x）P_7B_(13)Nb_2Cr_1合金的DSC分析48-49
• 3.4.3 （Fe_(77-x)Co_x）P_7B_(13)Nb_2Cr_1合金退火后的XRD分析49-50
• 3.4.5 （Fe_(77-x)Co_x）P_7B_(13)Nb_2Cr_1合金退火后的软磁性能分析50-52
• 3.4.6 本章小结52-53
• 4 结论53-54
• 参考文献54-60
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果60-61
• 致谢61

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本文编号：263803