合金元素对铁基非晶GFA、热稳定性及磁性能的影响

摘要

Fe基非晶合金作为一种新材料，由于具有优异的物理、化学、力学性能越来越受到人们广泛地重视。本文利用单辊旋淬和铜模喷铸法分别制备了铁基金属玻璃条带和块状非晶合金。在铁基合金中添加适量的合金元素C、Y、Sn、Co，通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)分析方法，着重研究了添加元素对铁基金属玻璃的形成能力、热稳定性及磁性能的影响。 研究工作表明： C元素的加入(小于等于7.75％)对合金的玻璃形成能力有贡献作用，随着C的加入，合金的熔点下降，△T<,x>、T<,rg>、γ都有不同程度的提高，说明合金的玻璃合金形成能力增强了。通过XRD分析，在原始成分(Fe<,68>Ni<,1>Al<,5>Ga<,2>P<,9.65>C<,6.75>8<,4.6>Si<,3>)中加入Y元素后，三种成分的合金都为非晶合金，通过DSC分析得知：第一晶化峰TDl与第二晶化峰T<,p2>之间的差值随着Y的增加而减小。试验中发现随着Sn含量的增加，合金在淬态下的脆性逐渐提高。当Sn含量达到2.5％时，脆性最大。通过DSC检测发现，随着Sn含量的增加，晶化峰由两个逐渐变成一个。△T<,x>、T<,rg>、γ，都随Sn含量的增加而提高，说明合金的非晶形成能力在逐渐增强。Co的加入有利于合金韧性的改善，当Co含量达到9(at％)时，合金具有最好的韧性，Co含量在0～5％范围内变化时，△T<,x>逐步减小，合金的熔点上升，γ值没有变化。而当Co含量在5％～9％范围内变化时，γ，值逐渐上升，特别是在7％～9％范围内，γ，值上升幅度最大。选择1，值较大的合金，采用铜模喷铸法成功制备出厚度为0.5mm的块体非晶，这也说明γ值作为评价合金GFA的参数具有一定的可信度。当Y含量在0.5％时，合金具有较好的软磁性能。饱和磁化强度和矫顽力随Co含量的变化不大。

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书及独创性声明

第1章绪论

1.1非晶合金的发展历史

1.2金属玻璃制备原理及方法

1.2.1金属玻璃制备原理

1.2.2金属玻璃的制备方法

1.3表征玻璃形成能力的参数介绍

1.3.1 △Tx(过冷液相区)

1.3.2 Trg(约化玻璃转变温度)

1.3.3 Rc(临界冷却速率)

1.3.4 η(粘度)

1.3.5 △T*

1.3.6参数γ

1.4非晶合金的性能及其应用

1.4.1非晶合金的性能

1.4.2非晶合金的应用

1.5非晶玻璃形成能力(GFA)的影响因素

1.5.1熔体结构与GFA

1.5.2异质形核

1.5.3液体的粘度与GFA

1.5.4热力学性能与GFA

1.6本文研究目的与主要工作

第2章铁基非晶的制备与检测

2.1金属玻璃的制备

2.1.1试样制备的设备

2.1.2母合金的制备

2.1.3 Fe基非晶条带及块体非晶合金的制备

2.2 Fe基非晶的分析与检测方法

2.2.1 X射线衍射分析(XRD)

2.2.2试样热分析检测(DSC)

2.2.3样品磁性能检测(Vibrating Sample Magnetometer VSM)

第3章C、Y、Sn、Co对铁基非晶合金GFA，磁性能的影响

3.1 C对铁基非晶合金GFA的影响

3.1.1 C系列合金的XRD分析

3.1.2 C系列合金的差热分析

3.2 Y对铁基非晶合金GFA、磁性能的影响

3.2.1 Y系列合金的组织分析

3.2.2 Y系列合金的热分析

3.2.3 Y对非晶磁性能的影响

3.3 Sn对铁基非晶合金GFA、磁性能的影响

3.3.1 Sn系列合金的相结构分析

3.3.2 Sn系列合金的差热分析

3.3.3 Sn对非晶磁性能的影响

3.4 Co对铁基非晶合金GFA、磁性能的影响

3.4.1 Co系列合金的XRD分析

3.4.2 Co系列合金的热分析

3.4.3 Co对非晶磁性能的影响

3.5本章结论

第4章铁基块体非晶合金的制备

4.1块体非晶的XRD分析

4.2块体非晶的差热分析

4.3本章结论

第5章结论

参考文献

致 谢

攻读硕士研究生期间发表的论文