钴基块体非晶合金的制备及磁学与力学性能研究
发布时间：2021-12-10 08:19
相较于其他非晶合金,钴基块体非晶合金具有优良的磁学性能,即高饱和磁化强度、高有效磁导率和低矫顽力。且还具有优异的力学性能,即高断裂强度和高硬度。由于其优异的磁学与力学性能,使Co基块体非晶合金在工程应用中受到了广泛的关注。然而,由于Co基块体非晶合金的宏观塑性变形能力非常有限,甚至在室温附近的形变没有出现宏观塑性,通常发生剪切带的失稳扩展,导致灾难性断裂,这在一定程度上阻碍了其作为新型结构与功能材料的广泛应用。因此,在保持良好的软磁性能和非晶形成能力的同时,提高钴基块体非晶合金的室温塑性变形能力是迫切需要的。这也是本文的研究重点。本文选择了Co-Fe-B-Si-Nb合金体系为研究对象,研究了Ni、Cu元素以及同时添加这两种元素对该块体非晶合金体系的非晶形成能力、微观结构、磁学和力学性能的影响,并对添加元素作用的内在机理进行了较为详细的分析,研究工作主要包括:（1）采用Ni元素添加替代Fe或Co元素,研究了Ni元素含量对(Co1-x-yFexNiy)68B21.9Si5...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等压下液体体积或焓随温度的变化关系
金突破了非晶带材形状和尺寸上的局限，已经在电子信息等工报道，成功制备出的铁基块体非晶合金软磁材料具有很高的磁材料磁导率的 15 倍。另外，铁磁性铁基块体非晶合金已经开线圈的磁芯等领域[44, 45]。合金拥有优异的力学性能。由于块体非晶合金的内部原子的排是均匀且各向同性的，不存在类似于晶体材料中的缺陷。因此与伦比的力学性能，如：高的强度和硬度，耐磨性和低的杨氏实际生产和生活中的广泛应用。其中，Zr 基非晶/晶体组成的具有较高的强度、弹性模量和密度。因此，这种装甲弹拥有自的速度和装载量，而且不具有贫铀弹污染的缺点，因而，被称块体非晶合金具有突出的能量传递性能，可以用来制做高弹性也已经将具有极高弹性比功的 Zr 基非晶合金材料应用在高尔接近 99 %的能量传递到高尔夫球体上。早在 20 世纪初，美国飞船上用 Zr 基非晶材料的太阳风收集器，通过搜集氦和氖等系的起源和衍生过程提供依据，如图 1-2 所示。另外，块体非高精度齿轮、轴承、薄膜材料等领域也已经逐渐崭露头角。
Elements 成分配比计算软件，按合金的名义成分分别计算出各组成，在精度为 0.1mg 的电子天平下进行配料称量。本实验所采用的原材. %)， Fe (99.99 wt. %)，Ni (99.99 wt. %)，B (99.999 wt. %)，Si (99 wt. %)，Cu (99.995 wt. %)。述准确配比的原料混合放置在高真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，将 5×10-3Pa，然后充入高纯氩气充当保护性气体。在对原料进行熔炼之的钛锭熔炼 2-3 分钟，以去除腔体内残留的氧化性气体。然后开始熔，需要控制电流的大小以防止部分原料的受热飞溅。为了使不同原料，保证母合金成分均匀，减少偏析，通常每次电流熔炼需要持续 2-后，迅速将合金锭翻转，每个合金锭需要这样循环往复熔炼 4-5 次。冷却到室温时，打开气动阀门，充入空气，取出样品。并将其表面处理，检验母合金内部是否有未熔炼均匀的原料，然后进行真空干燥备非晶合金带材及非晶合金棒材。甩带法制备非晶带材验利用单辊甩带法制备非晶带材。图 2-1 是单辊甩带法的原理示意
【参考文献】：
期刊论文
[1]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
[2]含钴锆基块状非晶合金的制备与力学性能[J]. 武晓峰,张海峰,邱克强,杨洪才,胡壮麒. 稀有金属材料与工程. 2004(12)
[3]用铁基块状金属玻璃作为磁芯的传感器工作特性[J]. 李福山,田高峰,李万昭,杜学山. 郑州大学学报(工学版). 2004(04)
[4]高强度Cu基块状非晶合金的最新研究进展[J]. 寇生中,冯柳,丁雨田,许广济,丁宗富. 材料导报. 2003(S1)
[5]大块非晶合金的性能、制备及应用[J]. 高玉来,沈军,孙剑飞,王刚,邢大伟,周彼德,李庆春. 材料科学与工艺. 2003(02)
[6]大块非晶合金的研究进展[J]. 熊玉华,李培杰,曾大本. 材料工程. 2002(10)
[7]不透明玻璃显现出的曙光——块体金属玻璃的发现与应用[J]. 潘明祥,汪卫华. 物理. 2002(07)
[8]大块非晶研究的现状和动态[J]. 肖华星,陈光. 材料导报. 2002(07)
[9]非晶微晶软磁合金系列电感材料及器件的开发应用[J]. 张甫飞,李挹红,纪朝廉,张洛. 金属功能材料. 2001(03)
[10]Fe63.5Cr10Cu1Nb3Si13.5B9非晶和纳米晶合金的巨磁阻抗效应[J]. 李印峰,尹世忠,赵双义,封素芹,VAZQUEZM. 河北师范大学学报. 2000(04)
本文编号：3532235
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等压下液体体积或焓随温度的变化关系
金突破了非晶带材形状和尺寸上的局限，已经在电子信息等工报道，成功制备出的铁基块体非晶合金软磁材料具有很高的磁材料磁导率的 15 倍。另外，铁磁性铁基块体非晶合金已经开线圈的磁芯等领域[44, 45]。合金拥有优异的力学性能。由于块体非晶合金的内部原子的排是均匀且各向同性的，不存在类似于晶体材料中的缺陷。因此与伦比的力学性能，如：高的强度和硬度，耐磨性和低的杨氏实际生产和生活中的广泛应用。其中，Zr 基非晶/晶体组成的具有较高的强度、弹性模量和密度。因此，这种装甲弹拥有自的速度和装载量，而且不具有贫铀弹污染的缺点，因而，被称块体非晶合金具有突出的能量传递性能，可以用来制做高弹性也已经将具有极高弹性比功的 Zr 基非晶合金材料应用在高尔接近 99 %的能量传递到高尔夫球体上。早在 20 世纪初，美国飞船上用 Zr 基非晶材料的太阳风收集器，通过搜集氦和氖等系的起源和衍生过程提供依据，如图 1-2 所示。另外，块体非高精度齿轮、轴承、薄膜材料等领域也已经逐渐崭露头角。
Elements 成分配比计算软件，按合金的名义成分分别计算出各组成，在精度为 0.1mg 的电子天平下进行配料称量。本实验所采用的原材. %)， Fe (99.99 wt. %)，Ni (99.99 wt. %)，B (99.999 wt. %)，Si (99 wt. %)，Cu (99.995 wt. %)。述准确配比的原料混合放置在高真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚内，将 5×10-3Pa，然后充入高纯氩气充当保护性气体。在对原料进行熔炼之的钛锭熔炼 2-3 分钟，以去除腔体内残留的氧化性气体。然后开始熔，需要控制电流的大小以防止部分原料的受热飞溅。为了使不同原料，保证母合金成分均匀，减少偏析，通常每次电流熔炼需要持续 2-后，迅速将合金锭翻转，每个合金锭需要这样循环往复熔炼 4-5 次。冷却到室温时，打开气动阀门，充入空气，取出样品。并将其表面处理，检验母合金内部是否有未熔炼均匀的原料，然后进行真空干燥备非晶合金带材及非晶合金棒材。甩带法制备非晶带材验利用单辊甩带法制备非晶带材。图 2-1 是单辊甩带法的原理示意
【参考文献】：
期刊论文
[1]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
[2]含钴锆基块状非晶合金的制备与力学性能[J]. 武晓峰,张海峰,邱克强,杨洪才,胡壮麒. 稀有金属材料与工程. 2004(12)
[3]用铁基块状金属玻璃作为磁芯的传感器工作特性[J]. 李福山,田高峰,李万昭,杜学山. 郑州大学学报(工学版). 2004(04)
[4]高强度Cu基块状非晶合金的最新研究进展[J]. 寇生中,冯柳,丁雨田,许广济,丁宗富. 材料导报. 2003(S1)
[5]大块非晶合金的性能、制备及应用[J]. 高玉来,沈军,孙剑飞,王刚,邢大伟,周彼德,李庆春. 材料科学与工艺. 2003(02)
[6]大块非晶合金的研究进展[J]. 熊玉华,李培杰,曾大本. 材料工程. 2002(10)
[7]不透明玻璃显现出的曙光——块体金属玻璃的发现与应用[J]. 潘明祥,汪卫华. 物理. 2002(07)
[8]大块非晶研究的现状和动态[J]. 肖华星,陈光. 材料导报. 2002(07)
[9]非晶微晶软磁合金系列电感材料及器件的开发应用[J]. 张甫飞,李挹红,纪朝廉,张洛. 金属功能材料. 2001(03)
[10]Fe63.5Cr10Cu1Nb3Si13.5B9非晶和纳米晶合金的巨磁阻抗效应[J]. 李印峰,尹世忠,赵双义,封素芹,VAZQUEZM. 河北师范大学学报. 2000(04)
本文编号：3532235
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