fe基非晶合金的制备及晶化研究

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1、江苏大学硕士毕业论文摘要Fe基非晶合金是一种性能优良、应用前景广泛的软磁材料，其lic(初始磁导率)、Bs(饱和磁感应强度)和He(矫顽力)等磁学性能均大大超过或接近最佳的晶态软磁材料，但是Fe基合金的非晶形成能力并不高，要获得完全非晶的临界冷却速度至少就要在≥10‘刚S左右，通过调节成分和抑制形核等办法也只能获得最大3mm尺寸的环形块体非晶。很难由液态激冷直接获得块体非晶已经成为制约Fe基非晶软磁材料实用化的瓶颈。人们开发出一种FINEMET合金，其典型成分为Fe735CuINb3Sil3．5B。，晟佳温度(813K)退火处理后可获得由纳米晶组成的超微晶组织，这些

2、由纳米晶和非晶组成的材料具有极优良的软磁性能IlJ。FINEMET合金的成功给了我们通过非晶晶化直接获得纳米晶粒的启示：在其余成分系列中加入Cu等元素，可否也能达到同样的效果。本文针对Cu元素对FeAlGaSiPBC系合金非晶形成能力及晶化过程的影响展开研究。首先采用单辊旋淬法制备出了Fe基合金条带。利用差示量热扫描法(DSC)测出不同成分样品的Tg，Tx等热力学参数，用x射线衍射(XRD)检测铸态合金条带是否为非晶态。再将确定为完全非晶态的合金条带置于真空退火炉内，在不同温度下等温退火1500秒，通过x射线衍射分析退火态合金条带的结构和晶化相的化学成分，并结合DS

3、C曲线评价合金的玻璃形成能力及热稳定性。实验结果表明，少量Cu元素掺杂(小于2％，原子百分比)，仍能得到完全的非晶合金。同时，Cu元素掺杂效果受到Cu-AI元素比例的影响，原因作者认为是Cu-A1，Fe-A1之间存在着强烈的作用，在Cu-AI超过某比例时，Cu—A1形成原子团簇，引发合金熔体自由能的复杂涨落，从而削弱AI元素对非晶形成能力的贡献。等温退火时，由于铜元素的不溶于铁，某些区域铜元素富集，成为晶粒形核的核心，同时在晶粒长大过程中不断排出，成为阻碍晶粒生长的原子集团。cu元素的加入提高了晶化温度，使得合金的晶化由分步晶化变为一步彻底晶化，并促使玻璃转变温度向

4、高温区域移动甚至消失。关键词：铁基非晶合金，元素掺杂，晶化温度，玻璃转变温度，单辊旋淬江苏大学硕士毕业论文ABSTRACTFe—basedamorphousalloyisasortofgoodsoft—magneticmaterialwithpromisingapplicationprospect，whichhasexcellentparameters(suchasge，Bs，Hc)aboveorclosetotheonesofbestsoft—magneticcrystallinematerials．HowevertheformabilityofFe—baseam

5、orphousalloysisnotSOstrongthatcoolingvelocityofatleast104K／Sisnecessaryforachievingcompletelyamorphousmaterial．Nowbulkamorphousringofatmost3mmispreparedthroughadjustingcompositionandholdingdownthenucleation．Incapabilityofobtainingbulkamorphousalloydirectlybyliquidquenchingisquiteabottl

6、eneckconstrainingtheutilityofFe-basedamorphoussoft-magneticmaterial．PeoplehavedevelopedFINEMETalloywhosetypicalcomponentisFe735CulNb3SiB589Afterannealedat813Kforafixedtime，thealloyhasperfectsoft—magneticpropertiesonaccountofultramicrostructuremadeupofnanophase．SuccessofFINEMETalloyenli

7、ghtenUShowtoacquiresuperfinenanocrystalthroughannealingamorphousalloys．WeCaITyonaseriesofexperimentsandresearchesinordertofindsimilarphenomenainFe-A1-Ga-Si—P·Bamorphousalloys．Firstly，weprepareamorphousribbonsbyspinquenchingandfindthermalparametersofamorphousspecimenswithdifferentcomp