Fe基纳米晶软磁材料的机械合金化研究

摘要

本文采用机械合金化方法(MA),通过球磨原始粉末制备了合金Fe-Cu-Nb-Zr-C、Fe-Co及Ni-Zn铁氧体三个系列的纳米晶软磁材料.对样品进行热处理,通过XRD、TEM、DSC和TG等对球磨态及退火后样品的物相结构、形貌及热学性能等进行了分析,发现三个系列的样品均为纳米晶结构.Fe-Cu-Nb-Zr-C和Fe-Co两系列合金经球磨后都形成了α-Fe(B.C.C)的超饱和固溶体,而球磨氧化物后基本上形成了尖晶石结构.用振动样品磁强计测量了样品的磁性,合金样品的软磁性能优异,均有较高的比饱和磁化强度σ<,s>和较低的矫顽力H<,c>.对于Fe-Cu-Nb-Zr-C系列,Zr的加入改变了Fe-C合金的微结构,生成了少量的稳定性很强的ZrC化合物,提高了样品的热稳定性.当Zr﹪+Nb﹪=6﹪时,磁滞伸缩系数趋近于零,样品的软磁性能达到最佳.计算了Fe-Co系的原子磁矩和有效磁晶各向异性常数,发现Fe-Co系合金的矫顽力主要是由应力各向异性引起的.Fe50Co50的有效磁晶各向异性常数是三个样品中最小的,而矫顽力是三个样品中最大的,对这一结果进行了讨论.球磨态Fe-Co系合金的有效磁晶各向异性常数大约是相似球磨条件下Fe-Ni系合金的10倍.用MA方法制备的Ni-Zn铁氧体,由于球磨态的粉末已经是纳米晶结构,因此可以在低于传统烧结温度下形成软磁性能优异的铁氧体材料,大大降低了烧结温度.

目录

文摘

英文文摘

说明

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章绪论

1.1机械合金化技术(MA)的发展

1.1.1MA的定义

1.1.2MA的发展史

1.1.3MA的工艺特点

1.1.4 MA的机理

1.1.5 MA的球磨方法和球磨过程

1.1.6MA的应用

1.2 Fe基软磁材料的发展概况

1.2.1软磁材料的发展历程

1.2.2 Fe基软磁材料的发展历程

1.2.3纳米软磁材料的制备方法

1.3 Fe-C系软磁材料的机械合金化研究现状

1.4 Ni-Zn铁氧体机械合金化的研究现状

1.5本文的目的和主要内容

参考文献

第二章Fe-C系纳米软磁材料的机械合金化制备及磁性分析

2.1引言

2.2实验方法

2.3实验结果与讨论

2.3.1球磨时间对样品结构和磁性的影响

2.3.2 Fe90-xCu1Nb3ZrxC6(x=9，7，5，3)中Zr含量对样品结构和磁性的影响

2.3.3 Fe85Cu1Nb3ZrxC11-x(x=0，3，6，9，11)中Zr、C含量对样品结构和磁性的影响

2.3.4 Fe87-xCoxCu1Nb3Zr6C3(x=2，4，6，8)中Co含量对样品结构和磁性的影响

2.4 Cu、Nb、Zr、C元素在Fe中的扩散

2.5结论

参考文献

第三章Fe-Co系纳米软磁材料的机械合金化制备及磁性分析

3.1引言

3.2实验方法

3.3实验结果与讨论

3.3.1样品的物相与结构

3.3.2样品的磁性

3.4结论

参考文献

第四章纳米晶Ni-Zn铁氧体的机械合金化制备及磁性分析

4.1引言

4.2实验方法

4.3实验结果与讨论

4.3.1样品的物相与结构

4.3.2样品的组织形貌

4.3.3样品的DSC/TG分析

4.3.4样品的磁性

4.4结论

参考文献

第五章结论

作者攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢