铁基非晶磁致纳米晶化及物理机制研究

摘要

本文采用脉冲磁场方法处理Fe78Si9B13非晶合金，通过穆斯堡尔谱、电子显微镜和温升测量结合理论估算，发现非晶态合金在脉冲磁场作用下发生了低温纳米晶化，温升低于8K，晶化相的晶粒度在3-10nm之间。 为了探索非晶合金在脉冲磁场作用下的低温纳米晶化机理，本文对相同磁场参数条件下的试样均采用了两种处理方法，即试样表面方向与磁场方向平行和试样表面方向与磁场方向垂直，我们称之为平行磁场处理和垂直处理。对两种情况比较发现：平行处理的晶化相平均超精细磁场均低于垂直处理的平均超精场。为了进一步对晶化相的组成进行分析，辅助晶化机理的探讨，我们对已有的平均超精细磁场计算模型作了修正，通过计算分析认为：平行处理时试样的扩散程度较弱，晶化相中的非铁原子达到20％，垂直处理时试样的扩散程度有所加强，晶化相中的非铁原子达到15％。 根据实验结果和理论分析，我们认为淬态非晶态合金中磁性原子或者原子团簇磁矩的取向对非晶合金脉冲磁场处理的晶化有很大的影响。同时，我们认为非晶态合金中磁性原子或者原子团簇磁矩与外磁场的相互作用势为非晶合金的部分纳米晶化提供了能量，相对降低了形核动力学势垒，提高形核率，从而实现低温部分纳米晶化。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版使用授权书

第一章绪论

1.1非晶态合金的发展概况

1.2非晶态合金的结构及其磁性能特点

1.2.1非晶态合金的制备原理及其结构特点

1.2.2非晶态合金的软磁特点

1.2.3非晶态软磁合金的分类

1.3非晶态合金研究的新进展——纳米晶软磁合金的开发

1.3.1非晶态合金的结构弛豫及晶化对软磁性能的影响

1.3.2传统退火方法下纳米晶合金的形成机制

1.3.3纳米晶软磁材料的磁相互作用—优异软磁性能的起因

1.4优化非晶态合金软磁性能的方法及其优缺点

1.4.1普通热处理方法

1.4.2磁场热处理

1.4.3脉冲电流处理方法

1.5改善非晶态合金磁性能的新方法的探索—脉冲磁场处理

1.5.1脉冲磁场处理的可行性预测

1.5.2本论文的具体研究问题

第二章处理设备及其实验方法

2.1引言

2.2磁场的分类及应用

2.2.1直流磁场

2.2.2交流磁场

2.2.3脉冲磁场

2.3穆斯堡尔学原理

2.3.1穆斯保尔效应及其理论

2.3.2穆斯堡尔谱形分析原理

2.3.3穆斯保尔效应的测量方法

第三章低频磁脉冲处理及温升理论估算

3.1脉冲磁场处理

3.1.1脉冲磁场处理条件和处理方式

3.1.2脉冲磁场处理实验结果

3.2脉冲磁场处理过程中试样的温升测量

3.2.1涡流效应与趋肤效应

3.2.2脉冲磁场处理期间的试样温升测量

3.2。3脉冲磁场处理温升的理论估算

3.3小结

第四章低温纳米晶化精细结构理论分析

4.1引言

4.2非晶合金脉冲磁场处理后晶化相的微结构分析

4.2.1理论模型的提出

4.2.2理论计算的结果及其讨论

4.3非晶态合金晶化机理探索

4.3.1剩余非晶相中Fe原子磁矩取向的变化

4.3.2脉冲磁场处理机制分析

4.4平均超精细磁场和磁性能结果讨论

4.5小结

第五章结论及展望

参考文献

致谢

作者简介