铁基非晶纳米晶软磁合金晶化行为及其块体材料的制备研究

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1、同济大学材料科学与工程学院博士学位论文铁基非晶纳米晶软磁合金晶化行为及其块体材料的制备研究姓名：陆伟申请学位级别：博士专业：材料学指导教师：黄文旵;严彪20060301摘要初始纳米晶化动力学的微观机制。利用高能球磨法研究了非晶态Finemet合金和Fe茄i。。B9合金的机械诱发纳米晶化过程。研究表明机械球磨诱发的非晶态Finemet合金和Fe伯Si。389合金的纳米晶化的动力学机制相同，都遵循稳态形核模型，纳米晶的形核机制为均匀形核，晶粒的生长机制为从小尺寸晶核开始的三维生长。同时研究结果表明成分偏聚

2、、氧化、污染以及局域高压只是非晶合金发生机械晶化的影响因素而不是本征原因，非晶合金机械晶化的本征因素应该是球磨过程中的变形和局域温度升高的综合作用；此外，利用球磨破碎非晶带+超高压固结技术制备了具有非晶和纳米晶双相复合组织的Fe釉Zr置5Nb。．晶、Fe衢si；届、Fe住5cu。Nb。Si。文589和Fe酣Nb，＆四种软磁合金块体样品，其直径20毫米，厚10毫米。块体合金具有高的相对密度(97．8％～99．3％)、小的晶粒尺寸(在10纳米到20纳米之间)和较好的软磁性能。采用机械合金化+超高压固结技术

3、制备了块体纳米晶Fe斛Nb，B9合金，该块体合金具有高的相对密度(98．3％)以及较小的晶粒尺寸(8．6’10．4nm)。本研究中所采用的球磨破碎非晶带／机械合金化+超高压烧结这一快速热机械工艺不仅可以制备出具有高致密度的块体合金，而且还使该合金具有良好的软磁性能。这个工艺的优点还在于对所制备的块体合金的成分、形状以及尺寸没有限制。这一点对于用于制备工业应用的全致密的块体非晶纳米晶软磁合金以及大块纳米晶陶瓷或金属间化合物材料具有重要意义。关键词：纳米晶软磁合金，晶化动力学，机械诱发晶化，块体非晶纳米晶

4、合金AbstractFe-basedamorphousandnanocrystallinesoftmagneticalloyshaveattractedgreatinterestinrecentyearsbecauseoftheiruniquestructureandexcellentsoftmagneticproperties．Manyresearcheshavebeendoneonthemechanism，structureandmagneticpropertiesofthesealloys．Bu

5、tresearchesonaboutthestructuralchanges，crystallizationkinetics，mechanicaldrivennanocrystallizationandpreparationofbull【Fe-basedamorphousandnanocrystallinesoftmagneticalloysarefewandnotsystemic．Inthispaper,usingXRD，TEM，SEM，PAT,VSMandDSCtechniques，thether

6、malcrystallizationbehavior,mechanicalinducednanocrystallizationbehaviorandpreparationofbulkFe-basedamorphousandnanocrystallinesoftmagneticalloysareresearcheddetailedly．ThestructuralrelaxationandcrystallizMionofFe-basedamorphousandnanocrystallinesoftmagn

7、eticalloyshavebeeninvestigatedbypositronannihilationtechniques．ItWasfoundthattherearemoredefectsintheFe-basedamorphousalloyswhich啪bethermallycrystallizedintonanocrystallinestructurethantheFe-basedamorphousalloyswhich啪notbethermallycrystallizedintonanocr

8、ystallinestructure．ThechangeofstructuraldefectswithannealingtemperatureinFinemetalloyismainlyduetothestructuralrelaxation，thepre-nucleationofCunucleusandthenanocrystallizationofa-Fe(Si)phaseduringannealing．FortheFinemetalloy，thev