铁钴基软磁材料的制备及磁性能的研究

摘要

随着信息技术的发展，对软磁材料的性能提出了新的要求。其中FeCuNbSiB纳米晶软磁合金以高的饱和磁感应强度和低的矫顽力引起了广泛的研究兴趣。本文综合国内外的发展现状及应用前景，研究了Fe-Co-Cu-Nb-Si-B纳米晶软磁合金的制备工艺及软磁性能。主要研究内容如下： ⑴采用熔体快淬法制备了Fe-Co-Cu-Nb-Si-B非晶合金，研究了该合金的制备工艺及磁性能。本实验最佳制备工艺为线速度35m/s，熔体射流压力0．14MPa，X射线衍射仪（XRD）分析了合金的相结构。通过振动样品磁强计（VSM）对该非晶合金进行磁性能测量，结果发现，饱和磁感应强度约为1T，矫顽力为3～6kA/m。采用畴壁钉扎效应分析了矫顽力偏高的原因。 ⑵在非晶合金的基础上，根据差热扫描量热仪（DSC）分析结果制备了Fe-Co-Cu-Nb-Si-B纳米晶合金，研究了该合金的软磁性能。研究发现，合金元素含量的变化及退火工艺对该纳米晶软磁合金的磁性能有明显的作用。对比非晶软磁合金，纳米晶软磁合金的磁性能明显提高，饱和磁感应强度最高为1．2T，且矫顽力较低，这说明Co元素的加入明显改善了合金的软磁性能。当Fe：Co（原子比）=85：15时，合金的磁性能最好，这主要是因为高饱和磁矩的α-FeCo晶化相的析出，实验结果对寻求新型纳米晶合金有一定的意义。 ⑶该纳米晶合金除了形成的晶化相α-FeCo（Si）具有较高的居里温度外，也将有部分Co留在剩余非晶中，将对提高合金剩余非晶相的居里温度具有重要作用，这就有可能获得更好的高温软磁材料，不过这有待于实验的证实，也是研究的重点。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 纳米晶软磁材料的形成及分类

1.2.1 熔体快淬法

1.2.2 非晶晶化法

1.2.3 三种典型的纳米晶软磁材料

1.3 纳米晶软磁材料的化学成分及元素作用

1.3.1 化学成分

1.3.2 元素作用

1.4 纳米晶软磁材料的磁性能

1.5 纳米晶软磁材料的研究现状

1.6 本文的选题依据及研究内容

第二章 实验方法

2.1 样品的制备

2.1.1 母合金的熔炼

2.1.2 非晶合金的制备

2.1.3 纳米晶合金的制备

2.2 实验技术

2.2.1 XRD

2.2.2 DSC

2.2.3 VSM

第三章 制备工艺参数对合金的影响

3.1 快淬速率的影响

3.2 熔体射流压力的影响

3.3 其它工艺参数的影响

3.4 本章总结

第四章 非晶态台金的微观结构及磁性能

4.1 XRD分析

4.2 磁性能分析

4.3 讨论与总结

第五章 纳米晶态合金的结构及磁性能

5.1 DSC分析

5.2 XRD分析

5.3 磁性能分析

5.3.1 不同退火温度下合金的磁性能

5.3.2 同一退火温度下合金的磁性能

5.4 分析与讨论

5.5 本章总结

第六章 结论

参考文献

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致谢