FeCoNi基软磁高熵非晶合金及其相应的高熵合金的性能研究

摘要

本文以成分为Fe80Si9B11的非晶合金为基础合金，通过添加Co、Ni元素部分代替Fe元素，开发了具有软磁性能的新型FeCoNi基高熵非晶合金（High Entropy Amorphous alloys，简称HEAAs）。另外，还制备了具有相同化学成分的FeCoNi基高熵合金（High Entropy Alloys，简称HEAs）。并利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和高分辨率透射电子显微镜来检测新型FeCoNi基软磁HEAAs的微观结构；利用差示扫描量热仪来检测合金的热力学稳定性；利用振动样品磁强计、交流B-H磁滞回线仪和阻抗分析仪分别测试了合金Bs、Hc和磁导率μi；利用电子万能材料试验机来检测HEAs的压缩力学性能。这项工作为将来开发具有优异的综合性能的HEAAs和HEAs提供了一个新的视角。本文的主要研究工作及结论如下：
　　（1）通过对 FeCoNi基 HEAAs的结构研究表明，名义成分分别为Fe26.7Co26.7Ni26.6Si9B11、Fe30Co25Ni25Si9B11的合金具有纳米尺度的FCC相嵌入非晶基体的结构。而名义成分为Fe40Co20Ni20Si9B11的合金具有完全非晶态的结构。
　　（2）通过对FeCoNi基HEAAs的磁性能研究表明，它们具有优异的软磁性能。例如Fe26.7Co26.7Ni26.6Si9B11 HEAA具有较低的Hc（Hc为2 A/m）以及较高的Bs（Bs为1.07 T）。通过对FeCoNi基HEAs的磁性能研究表明，它们也具有典型的软磁性能。
　　（3）通过对FeCoNi基HEAAs的弯曲韧性研究表明，即使在去应力退火之后，它们也具有良好的弯曲韧性。通过对FeCoNi基HEAs的压缩力学性能研究表明，它们具有较高的强度和良好的压缩塑性。
　　（4）通过对FeCoNi基HEAAs的高温晶化退火研究表明，高温晶化退火可以导致新型FeCoNi基软磁HEAAs发生从FCC相到BCC相的转变，并且其非晶基体中的晶化相是高熵BCC相而不是脆性的金属间化合物。

目录

声明

1 绪论

1.1 非晶合金

1.2 高熵合金

1.3 本文研究目的及内容

2 实验方法

2.1 实验原材料

2.2 制备方法

2.3 退火处理

2.4 微观组织和结构表征

2.5 热力学性能测试

2.6 力学及磁学性能测试

3 FeCoNi基软磁高熵非晶合金的性能研究

3.1 前言

3.2 试样制备

3.3 实验结果

3.4 本章小结

4 FeCoNi基高熵合金的性能研究

4.1 试样制备

4.2 实验结果

4.3 本章小结

5 结论

参考文献

个人简历及科研成果

致谢