Fe基非晶合金在电场和压力作用下的纳米晶化和软磁性能研究

论文摘要

纳米晶Fe-Zr-B-Cu合金因具有高的饱和磁化强度和高的初始磁导率而成为目前研究最为热门的软磁材料之一。优化显微组织是改善纳米晶Fe基合金软磁性能的一种重要物理冶金方法。本文利用X射线衍射（XRD）和HP4284A阻抗仪等研究了外加电场和热等静压对非晶Fe86Zr7B6Cu1合金的纳米晶化和软磁性能的影响。外加电场对非晶Fe86Zr7B6Cu1合金的纳米晶化和软磁性能有明显的影响。当电场强度从0增加到106V/m时,结晶α-Fe相晶粒尺寸由13.4nm增大到18.5nm;当电场强度从0变化到104V/m时,结晶α-Fe相体积分数由64.6%增大到73.8%,但电场强度继续增加时体积分数却开始减小。非晶Fe86Zr7B6Cu1合金经600℃退火1h后得到的试样初始磁导率和弛豫频率分别为1.2×104和2.5×105Hz,而在外加电场作用下经600℃退火0.5h后得到的试样初始磁导率和弛豫频率分别为1.9×104和1.8×105Hz。外加电场促进纳米晶化的原因是晶粒长大速率随电场强度的增加而增加,形核速率随电场强度的增加呈现先增加后降低的趋势。热等静压能改善纳米晶Fe86Zr7B6Cu1合金的显微组织并提高其软磁性能。当压强从0增加到150MPa时,结晶α-Fe相晶粒尺寸由13.4nm减小到7.6nm;当压强从0变化到100MPa时,结晶α-Fe相体积分数由64.6%增大到72.4%,但压强增加到150MPa时体积分数减小到70.4%。非晶Fe86Zr7B6Cu1合金在常压中600℃退火1h后得到的试样初始磁导率和弛豫频率分别为1.2×104和2.5×105Hz,而在150MPa热等静压作用下经600℃退火1h后得到的试样初始磁导率和弛豫频率分别为6.4×104和5.0×104Hz。热等静压能改善纳米晶Fe86Zr7B6Cu1合金显微组织的原因是热等静压降低了晶粒长大速率,而且形核速率随着压强的增加呈现先增加后降低的趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 软磁材料概述
• 1.3 非晶态合金概述
• 1.3.1 非晶态合金的发展
• 1.3.2 非晶态合金的结构特征
• 1.3.3 非晶态合金的形成能力
• 1.3.4 非晶态合金的晶化
• 1.3.5 非晶态合金的制备方法
• 1.3.6 非晶态合金的工业分类
• 1.4 Fe基纳米晶软磁合金概述
• 1.4.1 Fe基纳米晶软磁合金的发明
• 1.4.2 Fe基纳米晶合金的结构
• 1.4.3 Fe基纳米晶合金的形成条件
• 1.4.4 Fe基纳米晶合金的晶化机制
• 1.4.5 Fe基纳米晶合金的制备工艺
• 1.4.6 Fe基纳米晶软磁合金的应用
• 1.5 论文的研究意义和内容
• 1.5.1 论文的研究意义
• 1.5.2 论文研究的内容
• 第二章 试验方法
• 2.1 合金原料
• 2.2 试验流程
• 2.3 Fe基非晶合金的制备
• 2.3.1 Fe基非晶合金的熔炼
• 2.3.2 Fe基非晶合金薄带
• 2.3.3 外加电场退火处理和热等静压退火处理
• 2.4 非晶合金性能分析
• 2.4.1 XRD分析
• 2.4.2 磁性能检测
• 86Zr₇B₆Cu₁合金纳米晶化和软磁性能的影响'>第三章 电场退火对非晶Fe₈₆Zr₇B₆Cu₁合金纳米晶化和软磁性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 电场退火对纳米晶化的影响
• 3.2.1 试样制备
• 3.2.2 晶化试样的XRD分析
• 3.2.3 电场对晶化机理的综合分析
• 3.3 电场退火对软磁性能的影响
• 3.3.1 试样的制备
• 3.3.2 两组晶化试样的XRD分析
• 3.3.3 两组晶化试样的磁谱分析
• 3.4 本章小结
• 86Zr₇B₆Cu₁合金纳米晶化和软磁性能的影响'>第四章 热等静压对非晶Fe₈₆Zr₇B₆Cu₁合金纳米晶化和软磁性能的影响
• 4.1 引言
• 4.2 热等静压对非晶晶化的影响
• 4.2.1 试样制备
• 4.2.2 晶化试样的XRD分析
• 4.2.3 压力对晶化机理的综合分析
• 4.3 热等静压对软磁性能的影响
• 4.3.1 试样的制备
• 4.3.2 两组晶化试样的磁谱分析
• 4.3.3 压力对软磁性能的影响分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果