Fe-Si-B(-Cu)非晶合金退火过程中磁性能改变的结构机制

摘要

Fe基非晶合金经过结构弛豫发生磁软化，矫顽力减小。然而，合金带材磁性能变化的原子尺度的结构机制目前并不清楚，本论文旨在探究Fe基非晶合金退火过程中磁软化的结构起源。
　　Fe81Si9B10和Fe80Si9B10Cu1非晶带材置于563K下退火，随着退火时间增加矫顽力先减小后略有增加。通过穆斯堡尔谱，我们发现退火导致穆斯堡尔谱第二、三峰强度比R增加，即易磁化轴向带材平面偏转，因此矫顽力减小。随后，我们研究了在低于晶化温度的不同退火温度下Fe81Si9B10和Fe80Si9B10Cu1非晶合金的结构弛豫过程，发现矫顽力的减小均起源于退火过程中易磁化轴向带材平面的偏转。同时，同步辐射X射线衍射表明，退火态Fe81Si9B10和Fe80Si9B10Cu1非晶合金带材第一至六配位原子层拉应力区域与压应力区域相间分布并且体积热应变值逐渐减小，合金带材第六层及以外的配位层原子范围只存在着压应力区域，随着原子层从里到外体积热应变对退火温度的敏感性减弱。
　　基于同步辐射X射线衍射、扩展X射线吸收精细结构和反蒙特卡洛模拟进行Voronoi分形研究发现，随退火温度的升高，Fe81Si9B10非晶合金中具有低五次对称性团簇的含量逐渐减少而具有高五次对称性团簇的含量增加，说明退火可减轻该合金中的结构畸变并导致矫顽力减小。基于同步辐射X射线衍射和反蒙特卡洛模拟发现，随退火温度的升高，Fe80Si9B10Cu1非晶合金中Fe原子近邻配位Fe原子和Cu原子的数目增加直至异质形核的发生。进一步Voronoi分形研究发现，配位数大于等于13的以Fe为中心的团簇含量随退火温度升高而增加，配位数大于等于14的以Cu为中心的团簇含量也在上升。与此同时，具有高五次对称性的团簇含量增加，说明退火减轻了内应力并导致矫顽力减小。

目录

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2非晶合金发展概述

1.3非晶合金结构模型

1.4选题依据与研究内容

第二章 实验方法

2.1研究方案

2.2合金体系的选择

2.3样品制备

2.4样品性能表征

2.5样品结构表征

第三章 Fe-Si-B(-Cu)非晶合金磁性能与结构的退火时间依赖性

3.1 Fe-Si-B(-Cu)非晶合金性能研究

3.2 Fe-Si-B(-Cu)非晶合金微结构研究

3.3本章小结

第四章 Fe-Si-B非晶合金磁性能与结构的退火温度依赖性

4.1 Fe-Si-B非晶合金性能研究

4.2 Fe-Si-B非晶合金微结构研究

4.3本章小结

第五章 Fe-Si-B-Cu非晶合金磁性能与结构的退火温度依赖性

5.1 Fe-Si-B-Cu非晶合金性能研究

5.2 Fe-Si-B-Cu非晶合金微结构研究

5.3本章小结

第六章 结论

6.1 主要研究成果

6.2 主要创新之处

6.3 展望和不足

参考文献

致谢

在学期间研究成果及发表的学术论文