Fe-Zr-B系非晶合金的非晶形成能力与性能研究

发布时间：2023-04-03 00:23

　　Fe基非晶合金是目前应用最为广泛的非晶合金材料,其应用目前主要包括软磁材料和耐磨耐腐蚀材料两个方面。发展新型功能性Fe基块体非晶合金对拓展其应用具有重要意义。由于小原子B和大原子Zr在提高Fe基非晶合金形成能力上具有明显优势,本文以B和Zr为基础非晶形成元素,分别开发了具有高Fe含量的Fe-Zr-B系块体非晶软磁合金和具有高Cr含量的Fe-Cr-Zr-B系耐磨耐腐蚀块体非晶合金,并制备了新型Fe基非晶合金涂层。首先,本文分析了凝固过程中的亚稳转变与Fe-B系合金非晶形成能力的关系,并依据过渡族大原子元素在Fe23B6结构中的占位倾向,成功在Fe82B18近共晶合金中以5%的Ti和Zr的组合添加促成了四元Fe77B18TixZr5-x(1≤x≤4)块体非晶合金的形成。该系列非晶合金具有良好的软磁性能,其中Fe77B18Ti4Zr1合金的饱和磁化强度达到1.41 T。为了获得磁性更优异的Fe基块体非晶合金,本文调节了 Zr在Fe-B-Si合金中的添加量,优化设计了一系列具有高Fe和低Zr含量的Fe-B-Si-Zr块体非晶合金。该系列非晶合金具有高于1.5 T的饱和磁化强度。其中Fe77 5...

【文章页数】：155 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 非晶合金的发展概况
    1.2 非晶合金的形成
        1.2.1 玻璃化转变现象
        1.2.2 非晶合金形成的热力学和动力学条件
    1.3 Fe基非晶合金的研究概况
        1.3.1 Fe基非晶合金体系的发展概况
        1.3.2 Fe基非晶合金的力学性能
        1.3.3 Fe基非晶合金的软磁性能
        1.3.4 Fe基非晶合金的耐腐蚀性能
        1.3.5 Fe基非晶合金涂层的研究概况
    1.4 课题来源、课题背景、研究目的及内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 课题背景
        1.4.3 研究目的及内容
2 实验方法
    2.1 材料的制备
    2.2 材料的组织结构表征及形貌观察
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 扫描电子显微分析
        2.2.3 透射电子显微分析
        2.2.4 X射线光电子能谱分析
    2.3 热分析方法
    2.4 力学性能测试
    2.5 磁学性能测试
    2.6 耐腐蚀性能测试
3 新型Fe-B-Ti-Zr块体非晶合金的形成与软磁性能
    3.1 引言
    3.2 含硼Fe基块体非晶合金的形成
    3.3 凝固中的亚稳转变与非晶形成能力
        3.3.1 过冷液体的非晶化与结晶
        3.3.2 凝固路径与非晶形成能力
    3.4 新型Fe-B-Ti-Zr块体非晶合金的非晶形成能力与软磁性能
        3.4.1 新型Fe-B-Ti-Zr块体非晶合金的成分设计思路
        3.4.2 Fe-B-Ti-Zr块体非晶合金的非晶形成能力
        3.4.3 凝固路径对Fe-B-Ti-Zr合金非晶形成能力的影响
        3.4.4 Fe-B-Ti-Zr非晶合金的软磁性能
    3.5 本章小结
4 新型Fe-B-Si-Zr块体非晶合金的非晶形成能力与性能
    4.1 引言
    4.2 Fe-B-Si-Zr非晶合金的非晶形成能力
    4.3 Fe-B-Si-Zr块体非晶合金的力学性能
    4.4 Fe-B-Si-Zr非晶合金的软磁性能
    4.5 本章小结
5 新型Fe-Cr(Mo)-Zr-B块体非晶合金的非晶形成能力与性能
    5.1 引言
    5.2 Fe-Cr-Zr-B系块体非晶合金的非晶形成能力
    5.3 Fe-Cr(Mo)-Zr-B块体非晶合金的力学性能
    5.4 Fe-Cr(Mo)-Zr-B非晶合金的耐腐蚀性能
    5.5 Fe-Cr(Mo)-Zr-B块体非晶合金氧化膜的演化行为
    5.6 本章小结
6 新型Fe-Cr-Mo-Zr-B非晶合金涂层的制备与性能
    6.1 引言
    6.2 Fe-Cr-Mo-Zr-B非晶合金涂层的制备
    6.3 Fe-Cr-Mo-Zr-B非晶合金涂层的力学性能
    6.4 Fe-Cr-Mo-Zr-B非晶合金涂层的耐腐蚀性能
    6.5 本章小结
7 总结
    7.1 结论
    7.2 创新点
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集



本文编号：3780265