含Ge的FeCo基纳米晶合金结构及高温磁性能研究

摘要

本文主要研究了掺杂Ge的(Fe0.9Co0.1)73.5Si13.5B9-xNb3Cu1Gex(x=0,1,3)和(Fe0.8Co0.2)73.5-xSi17.5B5Nb3Cu1Gex(x=0,0.5,1)两个系列的纳米晶合金的微观结构和高温软磁特性。实验中采用差式热量扫描法(DSC)测量淬态合金的晶化温度；X射线衍射技术(XRD)分析淬态和纳米晶合金的微观结构，利用实验室自制的高温磁导率测量仪获得非晶态合金的居里温度(Tcam)以及初始磁导率(μi)随温度变化的情况。主要分析了(Fe0.9Co0.1)73.5Si13.5B9-xNb3Cu1Gex(x=0,1,3)中Ge替代B以及(Fe0.8Co0.2)73.5-xSi17.5B5Nb3Cu1Gex(x=0,0.5,1)中掺杂Ge对合金的微观结构以及高温软磁性能的影响。 实验结果表明，在(Fe0.9Co0.1)73.5Si13.5B9-xNb3Cu1Gex(x=0,1,3)系列合金中，用Ge替代B，合金的非晶居里温度随着Ge元素的增加出现下降的现象，淬态合金的初始晶化温度Tx1和第二晶化温度Tx2先上升后下降，晶化间隔温度ΔTx（ΔTx=Tx2-Tx1）随着Ge的增加逐渐增大，(Fe0.9Co0.1)73.5Si13.5B6Nb3Cu1Ge3的晶化温度间隔比不含Ge的(Fe0.9Co0.1)73.5Si13.5B9Nb3Cu1合金增大了51℃。通过对(Fe0.9Co0.1)73.5Si13.5B6Nb3Cu1Ge3样品的循环退火发现600℃退火的样品表现出最优异的磁特性，其初始磁导率在室温和高温都能保持最高值，在加热温度为550℃时，初始磁导率仍能保持在1000以上(10KHz)。(Fe0.9Co0.1)73.5Si13.5B6Nb3Cu1Ge3合金在500-650℃区间退火后的XRD结果表明，600℃退火可使合金具有较高的晶化相体积分数和较薄的非晶层厚度并没有析出硬磁相，有效增强了晶粒间交换耦合作用。 在(Fe0.8Co0.2)73.5Si17.5B5Nb3Cu1合金中掺杂少量的Ge得到了(Fe0.8Co0.2)73.5-xSi17.5B5Nb3Cu1Gex(x=0,0.5,1)系列合金，该系列合金随着Ge含量的增加，非晶居里温度逐渐升高，初始晶化温度逐渐下降，晶化温度间隔逐渐增大。其中，(Fe0.8Co0.2)72.5Si17.5B5Nb3Cu1Ge1合金表现出最高的居里温度和最大的晶化温度间隔。对(Fe0.8Co0.2)73.5-xSi17.5B5Nb3Cu1Gex(x=0,1)进行循环退火发现，合金在650℃退火后具有最优异的软磁特性。同时对(Fe0.8Co0.2)73.5-xSi17.5B5Nb3Cu1Gex(x=0,0.5,1)系列合金进行650℃真空退火并测量其初始磁导率随温度的变化，观察到(Fe0.8Co0.2)72.5Si17.5B5Nb3Cu1Ge1合金不仅室温具有最高的初始磁导率的值(～14000)，高温磁导率也得到明显改善，在630℃时μi可以保持到1000(10KHz)。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 纳米晶合金的研究现状

1.2.2 纳米晶合金中主要元素及作用

1.2.3 典型的纳米晶软磁合金

1.3 纳米晶软磁合金的交换耦合模型

1.3.1 Herzer的有效各向异性模型

1.3.2 Hernando的有效各向异性模型

1.3.3 Suzuki有效各向异性模型

1.4 本文研究的意义及主要内容

1.4.1 本文的目的和意义

1.4.2 本论文研究的主要内容

第2章 实验方法

2.1样品的制备

2.1.2电弧炉熔融母合金

2.1.3单辊甩带仪制备非晶条带

2.1.4纳米晶合金样品的制备

2.2 实验分析技术

2.2.1 差示扫描量热法（DSC）

2.2.2 X射线分析衍射技术（XRD）

2.2.3 高温磁性测量

第3章 含Ge少Co的FeCo基纳米晶合金高温磁性机理研究

3.1引言

3.2实验技术分析

3.3实验结果与讨论

3.3.1 (Fe0.9Co0.1)73.5Si13.5B9-xNb3Cu1Gex(x=0, 1, 3)合金居里温度

3.3.2 (Fe0.9Co0.1)73.5Si13.5B9-xNb3Cu1Gex(x=0, 1, 3)合金晶化温度

3.3.3 (Fe0.9Co0.1)73.5Si13.5B9-xNb3Cu1Gex(x=1, 3)合金磁性研究

3.4小结

第4章含Ge高Si FeCo基纳米晶合金高温磁性机理研究

4.1引言

4.2实验分析技术

4.3实验结果与讨论

4.3.1淬态合金(Fe0.8Co0.2)73.5-xSi17.5B5Nb3Cu1Gex(x=0, 0.5, 1)晶化温度

4.3.3淬态合金(Fe0.8Co0.2)73.5-xSi17.5B5Nb3Cu1Gex(x=0, 0.5, 1)居里温度

4.3.3 (Fe0.8Co0.2)73.5-xSi17.5B5Nb3Cu1Gex(x=0, 0.5, 1)合金磁性能分析

4.4本章小结

第5章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目

致谢