高饱和磁感应强度Fe 76 Si 13 B 8 Nb 2 Cu 1 纳米晶合金掺P掺Mo研究
发布时间：2021-01-20 14:32
随着电子元器件发展趋势越来越迈向小型化、高频化和节能化,Fe基纳米晶合金在具有更高饱和磁感应强度（Bs）的条件下,要求具有优异的高频特性;另一方面,探索采用工业原料产业化制备Fe基纳米晶材料软磁材料是其应用的必由路径。为此,本文选取利用高纯原料制备具有高Bs的Fe76Si13B8Nb2Cu1纳米晶作为研究对象,探索利用工业原料制备对合金性能的影响;为了提高该纳米晶合金的高频性能,对Fe76Si13B8Nb2Cu1合金进行了掺杂P、掺杂Mo实验,研究了掺杂合金的高频特性;最后选择性研究了掺杂Mo合金的微观结构随退火温度的演化规律,主要工作和结论概括如下:首先,研究了工业原料和工业制备对Fe76Si13B8Nb2Cu1纳米...
【文章来源】：宁波大学浙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非晶态和晶态原子排列示意图[17]
高饱和磁感应强度Fe76Si13B8Nb2Cu1纳米晶合金掺P掺Mo研究-6-图1.2纳米晶的原子排列示意图以及各类软磁材料性能对比图[13,25]。Fig.1.2diagramofatomicarrangementofnanocrystallinecrystalsandcomparisonofpropertiesofvarioussoftmagneticmaterials.1.3.2Fe基纳米晶软磁合金的制备与性能参数Fe基纳米晶的制备方法有很多种，包括机械合金破碎法、气相沉积法、大塑性变形法和非晶晶化法[26,27]。而在这些方法中，非晶晶化法是最常用的方法，该方法包括非晶前驱体制备和后续的非晶晶化处理。非晶前驱体制备方法包括熔体快淬法获得非晶快淬带材，以及利用真空蒸发法、电解沉积法和溅射法获得非晶薄膜。非晶前驱体制备后的非晶晶化处理主要采用退火晶化方式，包括常规的等温退火、多步法退火、磁场退火和电脉冲退火等。Fe基纳米晶软磁合金重点关注的性能参数主要包括[3,13,28]：(1)低的Hc和高的高频μe：Hc与μe是磁性元器件设计的两个关键性能参数，合金的Hc越低，器件使用过程中所需的励磁场则越校高频下的μe越高，可满足器件高频化的应用需求。(2)高的Bs：这是科研工作者一直关注的一个性能参数。合金的Bs越高，制备而成的器件的体积则越小，越能满足器件小型化的趋势发展。(3)高的Tc：Tc是磁性材料由铁磁性向顺磁性转变的温度，Tc越高则说明磁性材料能在更高的工作温度工作。(4)低的高频损耗：在当今能源紧张的时代，损耗值也是人们非常关注的一个性能。损耗越低则节能效果越好且能效越高，符合当今电子元器件高频化趋势的需求。(5)小的磁致伸缩系数：磁致伸缩系数在应用中的表现就是仪器运转的噪声大小，因此
宁波大学硕士学位论文-11-图1.3矫顽力和磁导率随晶粒尺寸的变化曲线[45]。Fig.1.3variationcurveofcoercivityandmagneticconductivitywithgrainsize.图1.4Fe73.5Si15.5Cu1Nb3B7合金的Cu原子随温度变化的元素分布图[6]。Fig.1.4TheCuelementaldistributionofFe73.5Si15.5Cu1Nb3B7alloywithtemperature.
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ferromagnetic element microalloying and clustering effects in high Bs Fe-based amorphous alloys[J]. Pingbo Chen,Tao Liu,Fengyu Kong,Anding Wang,Chunyan Yu,Gang Wang,Chuntao Chang,Xinmin Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2018(05)
[2]铁基软磁非晶合金和块状金属玻璃的研究进展[J]. 韩烨,朱胜利,井上明久. 功能材料. 2016(03)
[3]The influence of Si substitution on soft magnetic properties and crystallization behavior in Fe83B10C6-xSixCu1 alloy system[J]. FAN XingDu 1*,MEN He 2,MA AiBin 1 & SHEN BaoLong 2* 1 College of Mechanics and Materials,Hohai University,Nanjing 210098,China;2 Zhejiang Province Key Laboratory of Magnetic Materials and Application Technology,Key Laboratory of Magnetic Materials and Devices,Ningbo Institute of Material Technology & Engineering,Chinese Academy of Sciences,Ningbo 315201,China. Science China（Technological Sciences）. 2012(09)
[4]块体纳米软磁材料的研究进展[J]. 魏晓伟,杨长林,穆丹宁,刘峰. 铸造技术. 2012(08)
[5]磁粉芯的研究及应用[J]. 郑锋,张巧云. 冶金丛刊. 2011(04)
[6]机械合金化制备纳米晶Fe-Si合金的研究[J]. 郑锋,顾华志,黄璞,汪厚植,冯大军. 粉末冶金技术. 2006(06)
[7]磁性材料及其应用的新进展[J]. 马昌贵. 磁性材料及器件. 1993(02)
硕士论文
[1]FeCoSiBNbCu纳米晶合金的高温及高频磁性[D]. 马晓华.天津大学 2007
本文编号：2989218
【文章来源】：宁波大学浙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非晶态和晶态原子排列示意图[17]
高饱和磁感应强度Fe76Si13B8Nb2Cu1纳米晶合金掺P掺Mo研究-6-图1.2纳米晶的原子排列示意图以及各类软磁材料性能对比图[13,25]。Fig.1.2diagramofatomicarrangementofnanocrystallinecrystalsandcomparisonofpropertiesofvarioussoftmagneticmaterials.1.3.2Fe基纳米晶软磁合金的制备与性能参数Fe基纳米晶的制备方法有很多种，包括机械合金破碎法、气相沉积法、大塑性变形法和非晶晶化法[26,27]。而在这些方法中，非晶晶化法是最常用的方法，该方法包括非晶前驱体制备和后续的非晶晶化处理。非晶前驱体制备方法包括熔体快淬法获得非晶快淬带材，以及利用真空蒸发法、电解沉积法和溅射法获得非晶薄膜。非晶前驱体制备后的非晶晶化处理主要采用退火晶化方式，包括常规的等温退火、多步法退火、磁场退火和电脉冲退火等。Fe基纳米晶软磁合金重点关注的性能参数主要包括[3,13,28]：(1)低的Hc和高的高频μe：Hc与μe是磁性元器件设计的两个关键性能参数，合金的Hc越低，器件使用过程中所需的励磁场则越校高频下的μe越高，可满足器件高频化的应用需求。(2)高的Bs：这是科研工作者一直关注的一个性能参数。合金的Bs越高，制备而成的器件的体积则越小，越能满足器件小型化的趋势发展。(3)高的Tc：Tc是磁性材料由铁磁性向顺磁性转变的温度，Tc越高则说明磁性材料能在更高的工作温度工作。(4)低的高频损耗：在当今能源紧张的时代，损耗值也是人们非常关注的一个性能。损耗越低则节能效果越好且能效越高，符合当今电子元器件高频化趋势的需求。(5)小的磁致伸缩系数：磁致伸缩系数在应用中的表现就是仪器运转的噪声大小，因此
宁波大学硕士学位论文-11-图1.3矫顽力和磁导率随晶粒尺寸的变化曲线[45]。Fig.1.3variationcurveofcoercivityandmagneticconductivitywithgrainsize.图1.4Fe73.5Si15.5Cu1Nb3B7合金的Cu原子随温度变化的元素分布图[6]。Fig.1.4TheCuelementaldistributionofFe73.5Si15.5Cu1Nb3B7alloywithtemperature.
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ferromagnetic element microalloying and clustering effects in high Bs Fe-based amorphous alloys[J]. Pingbo Chen,Tao Liu,Fengyu Kong,Anding Wang,Chunyan Yu,Gang Wang,Chuntao Chang,Xinmin Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2018(05)
[2]铁基软磁非晶合金和块状金属玻璃的研究进展[J]. 韩烨,朱胜利,井上明久. 功能材料. 2016(03)
[3]The influence of Si substitution on soft magnetic properties and crystallization behavior in Fe83B10C6-xSixCu1 alloy system[J]. FAN XingDu 1*,MEN He 2,MA AiBin 1 & SHEN BaoLong 2* 1 College of Mechanics and Materials,Hohai University,Nanjing 210098,China;2 Zhejiang Province Key Laboratory of Magnetic Materials and Application Technology,Key Laboratory of Magnetic Materials and Devices,Ningbo Institute of Material Technology & Engineering,Chinese Academy of Sciences,Ningbo 315201,China. Science China（Technological Sciences）. 2012(09)
[4]块体纳米软磁材料的研究进展[J]. 魏晓伟,杨长林,穆丹宁,刘峰. 铸造技术. 2012(08)
[5]磁粉芯的研究及应用[J]. 郑锋,张巧云. 冶金丛刊. 2011(04)
[6]机械合金化制备纳米晶Fe-Si合金的研究[J]. 郑锋,顾华志,黄璞,汪厚植,冯大军. 粉末冶金技术. 2006(06)
[7]磁性材料及其应用的新进展[J]. 马昌贵. 磁性材料及器件. 1993(02)
硕士论文
[1]FeCoSiBNbCu纳米晶合金的高温及高频磁性[D]. 马晓华.天津大学 2007
本文编号：2989218
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