铁基非晶/氮化物双层结构制备与表征

发布时间：2021-10-26 13:57

　　以Fe-Si-B为代表的非晶合金薄带具有高磁导率、低矫顽力及低铁损等优异软磁性能,特别适用于作为变压器和传感器的关键材料。然而,高磁致伸缩系数和低的饱和磁矩限制了其软磁性能的进一步提高。而铁氮化合物,特别是αα"-Fe16N2具有很大饱和磁矩。为了达到进一步改善铁基非晶带材的软磁性能,并降低其磁致伸缩系数,本文采用氮离子注入方式在Fe78Si9B13非晶表面形成氮化物层,通过制备非晶/氮化物双层结构来提高软磁性能并降低磁致伸缩,同时,研究了稀土元素钇添加对铁基非晶合金薄带结构及磁性能的影响。注入剂量会对非晶基体晶化程度和磁性能产生重要影响。在固定注入电压150kV时,随着注入剂量的增加,非晶基体逐渐晶化,当注入剂量超过5×1016ions/cm2时,非晶基体开始发生晶化;AES分析表明表层氮离子分布呈现高斯分布特征,最大浓度分布距离表面266nm。随注入剂量的增加,饱和磁矩先升高后降低,在注入剂量为1×1016ions/cm2时达到最大,从注入前的159.1emu/g提高到187.94emu/g,同时,饱和磁致伸缩系数（λs）则由2.92×10-5降低至1.72×10-5。氮离子注入深... 

【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

非晶带快淬工艺示意图

．－１６２晶／纳米晶材料中实现纳米晶的ｏＴ－Ｆｅ１６Ｎ２氮化物制备，Ｈ．?Ａｔｍ常规热处理（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａ丨?Ｔｈｅｒｍａｌ?Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）与氮化处理（ａｌ?Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，?５２０°Ｃ＞＜６ｈ）的方式，研究了?ＦｅＳｉＢ?非晶以及?ＦｅＳｉＢ为，发现整个扩散过程可以概括为图１．４：非晶晶化产生ａ－Ｆｅ（Ｓ

小于３００°Ｃ情况下热处理［２８’２９］。唐建成等人［３Ｍ２］采用该方法，以Ｆｅ－Ｂ非晶带为基础，??通过调节氮化温度、时间以及随后的均匀化工艺，可以获得不同结构的氮化物及其混??合物。如图１．５所示，分布在纳米晶条带基体中的ａ〃－Ｆｅ１６Ｎ２的晶粒尺寸为１８ｎｍ，所??占整个基体的体积分数为５４％，材料的饱和磁化强度被大幅提升，可达２．３５Ｔ，同时??材料的＆降低至２．５２ｘ１?〇－６。??（ａ）?ａ－Ｆｅ（Ｎ）??（１１０）?（４４．２８°）??—??５?＼??■ｅ?ｊ?（２００）?（６４．６２°）?（２１１）?（８１．９６°）??１?（ｂ）?ａ＂－Ｆｅ，６Ｎ２??￣?（００２）?（２８．４４°）??１?＇?（２０２）?（４２．７２＾）??２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０??２９（ｄｅｇｒｅｅ）??图１．５不同条件下处理的氮化物结构??（ａ＞水淬后的氮化物结构，（ｂ）时效处理后的氮化物结构??上述工作在改善软磁特性方面取得很好的效果，但是对于采用非晶氮化制备方法??来说，需要将非晶基体置于一定温度（大于５００°Ｃ）进行处理，以保证所采用的ＮＨ３??能够分解为Ｎ和Ｈ?（２ＮＨ３—２Ｎ＋３Ｈ２），并获得能够扩散进入基体的动力学条件，在??该温度下

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3459630