FeBCuP系非晶/纳米晶合金非晶形能力及磁性能研究

摘要

本文首先采用真空熔炼炉进行合金锭的熔炼，然后通过单铜辊甩带设备获取合金带材样品，最后使用x射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、直流软磁测试仪和振动样品磁强计(VSM)等设备对合金带材样品的结构及软磁性能进行测试。本文主要通过改变FeBCuP系合金各组元的含量，系统地探索了合金样品中Fe/B、P/B、Cu/B原子比以及加入不同含量Nb元素对FeBCuP合金带材的非晶形成能力和软磁性能的影响；并且对Fe85B8.3Cu0.7P5Nb1合金带材在不同退火热处理后的结构及软磁性能进行了实验分析。得到如下主要结论：
　　（1）对于Fe95-xBxCu1P4(x=9,10,12,14,15)系合金来说，淬火状态下只有Fe80B15Cu1P4合金为完全非晶态，其余均有不同程度的晶化。当Fe含量为85at％时，该合金虽然带材出现部分晶化，但是合金的铁含量较高并且保持了较好的非晶形成能力，并且该合金的两级晶化温度差△Tx比较大，该合金的饱和磁化强度Ms在该系列合金中达到最大值181.9emu/g，此时合金的矫顽力Hc为18.6A/m。
　　（2）对于Fe85B14-xCu1Px(x=2,3,4,5,6,8)系合金来说，焠态下的合金均存在晶化相，存在不同程度的晶化现象。当x=5时合金的晶体衍射峰最弱，表现出最佳的非晶形成能力，此时合金的两级晶化温度差△Tx达到最大，热稳定性达到最佳，此时合金的矫顽力Hc达到最小值17.1A/m；当P含量为3at%时，合金的饱和磁化强度Ms达到最大值199.2emu/g。
　　（3）对于Fe85B10-xCuxP5(x=0.4,0.7,1.0,1.3)系合金来说，焠态下的合金均存在着不同程度的晶化现象，随着Cu含量的升高，合金的两级晶化温度差△Tx不断增加。当x=0.7时，合金带材的晶化衍射峰最弱，表现出最佳的非晶形成能力，并且该合金的饱和磁化强度Ms达到最大值189.2emu/g，此时的矫顽力Hc为20.2A/m。
　　（4）Fe85B9.3-xCu0.7P5Nbx(x=0,0.5,1.0,1.5)系合金是在Fe85B9.3Cu0.7P5合金中加入少量Nb制得的。随着Nb含量的不断增加，合金的一级晶化温度Tx1、二级晶化温度Tx2以及两级的晶化温度差△Tx都出现明显升高的趋势，表现出更好的热稳定性；当x=1.0时，合金表现为完全的非晶状态，此时合金的饱和磁化强度Ms达到了最小值149.2emu/g，矫顽力Hc为21.4A/m。
　　（5）完全非晶态的Fe85B8.3Cu0.7P5Nb1合金带材在不同温度下保温10min进行退火热处理，当退火温度取440℃时，获得最好的综合软磁性能，此时饱和磁化强度Ms达到了最大值208.6emu/g，矫顽力Hc为22.1A/m。当该合金在470℃条件下进行不同保温时间退火热处理时，当退火保温时间为10min时，矫顽力Hc达到最小值24.2A/m；当保温时间为30min时，饱和磁化强度Ms取得最大值197.1emu/g。

目录

第一章 绪论

1.1非晶合金概述

1.2 纳米晶合金概述

1.3合金成分对纳米晶合金的影响

1.4 Fe基非晶/纳米晶合金的应用

1.5本文研究的目的和内容

第二章 实验样品的制备与测试方法

2.1样品的制备与方法

2.2 合金带材的性能表征

2.3实验流程

第三章 FeBCuP系合金带材的非晶形成能力

3.1 Fe95-xBxCu1P4系合金带材的非晶形成能力

3.2 Fe85B14-xCu1Px系合金带材的非晶形成能力

3.3 Fe85B10-xCuxP5系合金带材的非晶形成能力

3.4 Fe85B9.3-xCu0.7P5Nbx系合金带材的非晶形成能力

3.5热处理工艺对Fe85B8.3Cu0.7P5Nb1合金结构的影响

3.6本章小结

第四章FeBCuP系合金带材的软磁性能

4.1 Fe95-xBxCu1P4系合金带材的软磁性能

4.2 Fe85B14-xCu1Px系合金带材的软磁性能

4.3 Fe85B10-xCuxP5系合金带材的软磁性能

4.4 Fe85B9.3-xCu0.7P5Nbx系合金带材的软磁性能

4.5退火工艺对Fe85B8.3Cu0.7P5Nb1合金带材的软磁性能影响

4.6本章小结

全文结论

本文创新点

有待进一步开展的工作

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

声明

致谢