si含量对非晶铁基软磁性合金耐蚀性能的影响

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1、Si含量对非晶铁基软磁性合金耐蚀性能的影响摘要在硼酸-硼酸盐缓冲液中对添加了Si和P的Fe85.2B14Cu0.8非晶铁基软磁合金进行研究。在合金中添加P有效地降低了其钝化电流密度。用Si替代Fe85.2SixB9P5-xCu0.8(x=0,1,2at.%)合金中的P进一步改进耐腐蚀性。除去氧化膜后，钝化电流密度明显比覆盖氧化物膜的高。观察到的Fe85.2Si1B9P4Cu0.8合金最低钝化电流密度为5×10−6A/cm2。另一方面，之前和除去氧化膜后的合金的点蚀电位为高至约0.96V并且是独立于合金的化学组成。在加入Si和P后通过氧化膜的化学改性提

2、高Fe85.2SixB9P5−xCu0.8合金的耐腐蚀性。循环伏安结果表明，添加Si抑制二价铁物质的形成率，这样会降低这种限速步骤的反应速率。关键词：非晶合金;软磁合金;X射线光电子能谱一介绍磁性合金在过去几十年里对其微观结构和软磁性的各方面性能已有广泛研究[1–3]。新纳米晶FeBPCu软磁合金具有用于大规模生产的巨大潜力，因为它们具有成本低，高的饱和磁通密度（Bs），低矫顽力（Hc）和低铁心损耗等优点[4-8]。因为已经报道，Fe83.3Si4B8P4Cu0.7合金的应用可以将电力传输过程中的电能损耗降低30%，并有助于温室气体排放的减少[7]。

3、作为未来的材料，这种铁基合金的最佳化学成分仍然处于探索中。发表的学术论文中添加Si对Fe85.2SixB10-xP4Cu0.8和Fe82.65Cu1.35SixB16−x合金的软磁性能的影响表明Si的添加可以降低平均晶粒尺寸和增加的热稳定性[9,10]。看来，Si的添加是为了获得优异的软磁性能的关键。值得注意的是磷添加到金属元素中获得纳米结构也很重要[4,6,7]。非晶态铁基前体合金退火获得杂非晶结构纳米晶体是获得优良的饱和磁通密度合金的关键,比如磁通密度高于1.8T和矫顽力低于10A/m[4–8]。为了获得具有更好的磁通密度和矫顽力的FeSiBPC

4、u软磁合金，其最佳化学成分应具有较高的铁含量和适当比例的硅，B和P的含量也十分重要。在氧化物层上形成的无定形前体合金性能的影响纳米晶合金的耐蚀性。如已经报道，非晶Fe76Si9B10-xPx合金氧化物层的化学组成是具有分布着SiO2的双层结构[11]。增加P的含量可以使抗腐蚀性能得到增强[11]。作为具有高潜力的商业化的材料FeSiBPCu合金的耐蚀性是评价它们的性能的重要参数。然而添加Si和P对于含铁量高达85.2%的FeSiBPCu合金的抗腐蚀性能的影响尚不清楚。在本研究中，无定形的软磁性合金，采用含有Si和游离P的Fe85.2B14Cu0.8和

5、Fe85.2SixB9P5−xCu0.8(x=0,1,2at.%)作为靶材料，用电化学的方法研究添加Si和P对耐蚀性的影响。非晶合金在氧化物层的化学组成由X射线光电子光谱和透射电子显微镜分析。采用循环伏安法来探讨这些合金溶解/沉淀过程。二实验过程这些含有游离Si和P的Fe85.2B14Cu0.8和Fe85.2SixB9P5−xCu0.7母合金的制备是通过感应熔炼铁(99.98mass%)硅(99.998mass%)硼(99.5mass%)铜(99.99mass%)和Fe3P预熔合金的混合物在氩气氛围中制得。在开放空气条件下采用单辊熔融纺丝法来制作厚度

6、为15μm、宽为10mm的快速凝固薄带。淬火薄带的结晶状态是通过使用X射线衍射装置确定。淬火合金的热性能通过使用差示扫描量热法(DSC)进行研究。用于透射电子显微镜观察的样品通过聚焦离子束方法制备。为了了解电化学性能，快淬合金的动电位极化曲线在298k、PH8.4的硼酸-硼酸盐溶液(0.15kmol/m3HBO3+0.0375kmol/m3Na2B4O7)中测定。分别用铂片作为反电极和Ag/AgCl电极作为参考电极采用3.33mkcl溶液作为电解液，电位扫描速率为0.833mV/s。通过叠加的交流电压10mV的幅度从100kHz频率范围内恒定的直流电

7、位频率分析仪测量10MHz的非晶合金的阻抗谱。表面氧化层的化学键合形成非晶合金的X射线光电子能谱分析与单色铝Kα激发（Hγ=1486.6eV）。元素分布的影响通过使用透射电子显微镜配备的能量色散X射线光谱仪。阴极处理以去除表面氧化层的5macm−2条件下，600秒的循环伏安行为如硼酸硼酸盐缓冲溶液中进行的扫描速率为50mV/s1V至-1V之间至少有三个平行样品用于一个单一的电化学实验淬火合金。三、结果与讨论3.1Fe85.2(SiBP)14Cu0.8合金的热稳定性和显微组织XRD图1表明淬火Fe85.2（SiBP）14Cu0.8丝带有非晶态组织因为典

8、型的光晕衍射峰出现在41°衍射角。热性能的熔纺色带是在流动氩气中由差示扫描量热分析(DSC)，如图2所示。第