Fe-（Si,B,P,C）系多元非晶合金的微结构与性能
发布时间：2021-08-08 08:10
近年来,具有优异软磁性能（高饱和磁感应强度、低矫顽力、低铁损）的Fe基非晶合金获得了蓬勃发展。Fe基非晶软磁合金往往通过合金化以及对其进行热处理来提升其综合软磁性能,弄清合金化以及热处理过程中磁性能提升的结构起源,可以更加有效地进行成分以及工艺设计。采用同步辐射X射线衍射、反蒙特卡罗模拟、穆斯堡尔谱技术研究成分变化时Fe-P-C非晶合金的团簇结构与其磁性能之间的关系。径向分布函数和泰森分型的结果表明,随着Fe含量的增加以及P原子逐渐取代C原子,Fe-P-C非晶合金的团簇结构更加致密;且当取代C原子的P原子增多时,越来越多的P原子会选择占据Fe原子的置换位置,于此同时Fe团簇中配位数大于11的团簇含量增多。所有的这些微结构变化均导致了Fe-P-C基非晶合金的饱和磁感应强度的提高。选取Fe-P-C系合金中非晶形成能力最好的Fe80P11C9,对其在低温下进行等温退火。运用X射线衍射、DSC、软磁直流测量仪以及穆斯堡尔技术研究其在结构弛豫过程中的局域结构与性能的变化。随着弛豫时间的延长,弛豫态样品的饱和磁感应强度BS...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非晶合金的应用举例.(a)非晶变压器；(b)医用非晶激光笔；(c)飞机发动机上的非晶涂层.
素对非晶合金性能的影响-Si-B 基非晶合金中加入不同含量的 Ni，研究发现：一Fe 的形核并且可以抑制硼化物的分解，从而改变非晶合使得非晶合金在碱性以及盐水溶液中的耐腐蚀性增强及耐腐蚀性能的增强都是由于 Ni 元素的添加促进了凝人[34]研究了微量的 Co 元素取代 Fe 对 Fe-Nb-B 非晶合金=2, 4, 8) 的性能进行研究后发现，Co 的添加降低了纳矫顽力的情况下，合金的饱和磁感应强度提高了 40%，i 等人[35]在 Fe-B-P 非晶体系中采用 Nb 取代 Fe，并研成分变化时，其非晶形成能力以及软磁性能的变化，发变为（110）面（如图 1.4），并且 Fe 与 Nb 之间的混成 FeNb 的富集团簇，增强了非晶合金的短程有序性，顽力由 13.8A/m 降到 2.3A/m。
深冷处理提升了其弹性模量及德拜温度。深冷处理使得非晶合金中原子间距减小，提高其原子间的结合力，导致了非晶合金强度的提高。正是深冷处理后自由体积迁移速率的降低与自由体积的减少，剪切带形核能力的增强与传播速率的变缓，导致了大块非晶合金塑性的提高。Huo[47]等人也发现，深冷处理使得非晶合金的剪切带的形成过程需要更多的能量，从而增加合金的拉伸强度，其最大增幅达到了 15.7%。在深冷处理对非晶合金磁性能的影响方面，Zhao[48]等人发现深冷处理后，Co 基非晶合金的饱和磁感应强度增大，并且在 1 MHz 频率下，其巨磁阻抗率从原来的 89%提高到 130%；循环过程中热弹性应力的改变导致了带材表面粗糙度、磁畴结构以及磁感应强度的变化。Zaichenko[49]等人认为，非晶合金在深冷过程中结构上发生了均匀化，导致其性能发生变化，同时也提出了两步模型来描述此过程：第一阶段：热弹性应力破坏非晶中的原子键的联系；第二阶段：弹性应力引起低温结构松弛。Dokukin[50]等人运用中子衍射方法对深冷前后的Fe78Cu1Nb4B3.5Si13.5非晶合金的结构进行了分析，计算了深冷前后的结构因子并比较其变化（如图 1.5 所示），发现深冷过程中发生了结构弛豫，涉及的范围达到 0.4 nm（也就是短程有序范围），并且此短程有序的变化也导致了非晶合金的矫顽力下降 5-8%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]深冷处理对Fe40Ni38B19Mo3非晶合金薄带矫顽力的影响[J]. 王书光,胡勇,耿桂宏,张树玲,李亭亭,闫志杰. 稀有金属材料与工程. 2017(11)
[2]不均匀性:非晶合金的灵魂[J]. 管鹏飞,王兵,吴义成,张珊,尚宝双,胡远超,苏锐,刘琪. 物理学报. 2017(17)
[3]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)
本文编号：3329575
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非晶合金的应用举例.(a)非晶变压器；(b)医用非晶激光笔；(c)飞机发动机上的非晶涂层.
素对非晶合金性能的影响-Si-B 基非晶合金中加入不同含量的 Ni，研究发现：一Fe 的形核并且可以抑制硼化物的分解，从而改变非晶合使得非晶合金在碱性以及盐水溶液中的耐腐蚀性增强及耐腐蚀性能的增强都是由于 Ni 元素的添加促进了凝人[34]研究了微量的 Co 元素取代 Fe 对 Fe-Nb-B 非晶合金=2, 4, 8) 的性能进行研究后发现，Co 的添加降低了纳矫顽力的情况下，合金的饱和磁感应强度提高了 40%，i 等人[35]在 Fe-B-P 非晶体系中采用 Nb 取代 Fe，并研成分变化时，其非晶形成能力以及软磁性能的变化，发变为（110）面（如图 1.4），并且 Fe 与 Nb 之间的混成 FeNb 的富集团簇，增强了非晶合金的短程有序性，顽力由 13.8A/m 降到 2.3A/m。
深冷处理提升了其弹性模量及德拜温度。深冷处理使得非晶合金中原子间距减小，提高其原子间的结合力，导致了非晶合金强度的提高。正是深冷处理后自由体积迁移速率的降低与自由体积的减少，剪切带形核能力的增强与传播速率的变缓，导致了大块非晶合金塑性的提高。Huo[47]等人也发现，深冷处理使得非晶合金的剪切带的形成过程需要更多的能量，从而增加合金的拉伸强度，其最大增幅达到了 15.7%。在深冷处理对非晶合金磁性能的影响方面，Zhao[48]等人发现深冷处理后，Co 基非晶合金的饱和磁感应强度增大，并且在 1 MHz 频率下，其巨磁阻抗率从原来的 89%提高到 130%；循环过程中热弹性应力的改变导致了带材表面粗糙度、磁畴结构以及磁感应强度的变化。Zaichenko[49]等人认为，非晶合金在深冷过程中结构上发生了均匀化，导致其性能发生变化，同时也提出了两步模型来描述此过程：第一阶段：热弹性应力破坏非晶中的原子键的联系；第二阶段：弹性应力引起低温结构松弛。Dokukin[50]等人运用中子衍射方法对深冷前后的Fe78Cu1Nb4B3.5Si13.5非晶合金的结构进行了分析，计算了深冷前后的结构因子并比较其变化（如图 1.5 所示），发现深冷过程中发生了结构弛豫，涉及的范围达到 0.4 nm（也就是短程有序范围），并且此短程有序的变化也导致了非晶合金的矫顽力下降 5-8%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]深冷处理对Fe40Ni38B19Mo3非晶合金薄带矫顽力的影响[J]. 王书光,胡勇,耿桂宏,张树玲,李亭亭,闫志杰. 稀有金属材料与工程. 2017(11)
[2]不均匀性:非晶合金的灵魂[J]. 管鹏飞,王兵,吴义成,张珊,尚宝双,胡远超,苏锐,刘琪. 物理学报. 2017(17)
[3]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)
本文编号：3329575
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