高饱和磁化强度FeSiBM系非晶纳米晶软磁材料制备研究

发布时间：2017-10-28 10:09

  本文关键词：高饱和磁化强度FeSiBM系非晶纳米晶软磁材料制备研究

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【摘要】：随着电子电力、能源、通信等领域的快速发展,人们对软磁材料的需求越来越大,并且对其软磁性能的要求也越来越高。Fe基非晶纳米晶合金作为新兴的软磁材料和传统的软磁材料相比,具有矫顽力小、铁损耗低等优点,因此在社会各个应用领域中影响越来越大。但目前成熟的Fe基非晶纳米晶合金的饱和磁化强度还比较低,极大的限制了其实际应用。近年来,为了实现电子器件小型化、降低材料成本和降低变压器的工作噪音等,开发高Fe含量的高饱和磁化强度非晶纳米晶合金软磁材料成为研究热点。为了开发出性能优异的高饱和磁化强度的FeSi BM系非晶纳米晶合金材料,论文在Fe82Si5B13合金基础上,采用元素替代、提高铁含量的方式,通过优化合金成分,来提高其综合软磁性能。论文首先采用单辊甩带法制备了多种FeSiBM系非晶纳米晶合金试样,然后通过XRD、DSC、VSM和SEM等测试分析手段,研究了合金条带试样的微观结构、热物性、软磁性能、表面形貌及其力学性能。研究结果表明,随着Zr、Nb和Mo等元素添加量的增加,合金的非晶形成能力先增大后减小,热稳定性不断增强;而随着Fe含量增加,合金的非晶形成能力逐渐降低、热稳定性也有所降低,但饱和磁化强度则有明显提高。综合实验结果获得了综合软磁性能比较优异的Fe86Si2B11Mo1和Fe82Si5B12.5Nb0.5非晶纳米晶合金。论文选取Fe82Si5B12.5Nb0.5合金淬火态试样,对其进行退火处理,并对不同退火温度下退火后的试样进行了XRD和VSM等测试,给出了退火处理工艺对合金试样微观结构和软磁性能等的影响。研究结果表明,随着退火温度的升高,非晶合金试样的晶化程度不断提高,且晶粒不断增大,其饱和磁化强度表现出先增大后减小的变化规律。
【关键词】：非晶合金 纳米晶合金 软磁材料 单辊甩带法
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG132.271
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 非晶纳米晶合金的发展历程11-12
• 1.2 非晶纳米晶合金的结构特征12-14
• 1.2.1 非晶态合金的结构特征12-14
• 1.2.2 纳米晶合金的结构特征14
• 1.3 Fe基非晶纳米晶软磁合金的制备方法及其原理14-17
• 1.3.1 Fe基非晶纳米晶软磁合金的制备方法14-16
• 1.3.2 Fe基非晶态软磁合金的形成原理16-17
• 1.4 Fe基非晶纳米晶软磁合金发展及应用17-20
• 1.4.1 Fe基非晶合金软磁材料17-19
• 1.4.2 Fe基纳米晶合金软磁材料19-20
• 1.5 本课题研究目的及主要内容20-22
• 第2章 试样制备及实验方法22-32
• 2.1 试样制备工艺流程22
• 2.2 合金成分设计22-24
• 2.2.1 Fe基非晶纳米晶合金成分设计原则22-23
• 2.2.2 试样成分设计23-24
• 2.3 Fe基非晶纳米晶合金试样制备24-28
• 2.3.1 母合金的熔炼24-26
• 2.3.2 单辊甩带法制备Fe基非晶合金薄带试样26-27
• 2.3.3 Fe基非晶合金试样晶化处理27-28
• 2.4 Fe基非晶纳米晶合金试样性能测试与分析28-32
• 2.4.1 X射线衍射分析28-29
• 2.4.2 DSC热物性分析29-30
• 2.4.3 软磁性能分析30
• 2.4.4 SEM表面形貌和力学性能分析30-32
• 第3章M元素对高铁含量FeSiBM合金性能的影响32-40
• 3.1 合金试样的结构分析32-35
• 3.2 合金试样的热物性分析35-37
• 3.3 合金试样的软磁性能分析37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 Mo和Fe含量对FeSiBMo合金性能的影响40-54
• 4.1 合金试样的结构分析40-45
• 4.1.1 Fe_(82)Si_5B_(13-x)Mo_x合金试样的结构分析40-42
• 4.1.2 Fe_(82+x)Si_(5-x)B_12Mo_1合金试样的结构分析42-43
• 4.1.3 Fe_(85+x)Si_2B_(12-x)Mo_1合金试样的结构分析43-45
• 4.2 合金试样的软磁性能分析45-51
• 4.2.1 Fe_(82)Si_5B_(13-x)Mo_x合金试样的软磁性能分析45-47
• 4.2.2 Fe_(82+x)Si_(5-x)B_(12)Mo_1合金试样的软磁性能分析47-49
• 4.2.3 Fe_(85+x)Si_2B_(12-x)Mo_1合金试样的软磁性能分析49-51
• 4.3 合金试样的力学性能研究51-52
• 4.4 本章小结52-54
• 第5章 Nb含量及退火工艺对FeSiBNb合金性能的影响54-65
• 5.1 合金试样的结构分析54-57
• 5.1.1 Fe_(82)Si_5B(13-x)Nb_x合金试样的结构分析54-56
• 5.1.2 Fe_(82)Si_5B_(12.5)Nb_(0.5) 合金试样退火后的结构分析56-57
• 5.2 合金试样的热物性分析57-59
• 5.2.1 Fe_(82)Si_5B_(13-x)Nb_x合金试样的热物性分析57-59
• 5.3 合金试样的软磁性能分析59-63
• 5.3.1 Fe_(82)Si_5B_(13-x)Nb_x合金试样的软磁性能分析59-61
• 5.3.2 Fe_(82)Si_5B_(12.5)Nb_(0.5) 合金试样退火后的软磁性能分析61-63
• 5.4 本章小结63-65
• 结论65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71

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本文编号：1107764