fe-si-b-cu-p非晶纳米晶软磁合金制备和性能是研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文采用工业原材料，应用单辊旋淬法和非晶晶化法制备了FeSiBCuP系非晶/纳米晶合金。利用差示扫描量热法并结合X射线衍射表征了非晶态软磁合金的非晶形成能力、热稳定性、晶化过程以及纳米晶合金的结构，此外，还测量了非晶合金和纳米晶合金的磁性能和脆性，系统研究了合金元素和退火工艺对非晶/纳米晶软磁合金结构和性能的影响，获得了具有高饱和磁化强度和低矫顽力的软磁合金材料。研究表明，Fe81SixB16-xCu1P2合金中Si和B相对含量的改变对合金结构和非晶形成能力产生一定的影响，在Si含量为4at.%，得到完全非晶态

2、的合金，非晶形成能力与其他成分的合金相比比较高。同时Nb元素的加入有助于提高晶化温度，稳定非晶相，而且Nb原子对抑制α-Fe(Si)相纳米晶粒的长大有重要作用。随着退火工艺的改变，非晶态合金晶化后将得到不同结构和性能的纳米晶合金。一定成分的Fe基非晶合金在最佳退火条件下退火后可获得由非晶和纳米晶组成的复相组织，纳米晶的晶粒尺寸可达到10nm左右。处于热力学亚稳态的非晶软磁合金在退火过程中发生结构重排，导致条带变脆，通过调整热处理工艺可以降低脆性，实现纳米晶合金韧性与磁性较佳的配合。Fe81Si4B12Cu1P2非晶合金以0.5K/s的退火速率

3、在753K退火3min后合金材料具有优良的综合性能。关键词：铁基非晶合金，单辊旋淬法，非晶形成能力，纳米晶，软磁性能，韧性IFe-Si-B-Cu-P非晶纳米晶软磁合金的制备与性能研究ABSTRACTInthisthesis,aseriesofFeSiBCuPamorphousandnanocrystallinealloysarepreparedbysingle-rollermeltspinningmethodandsubsequentcrystallizationusingindustrialrawmaterials.WithDifferen

4、tialScanningCalorimetryandX-rayDiffraction,theglass-formingability(GFA),thermalstability,crystallizationprocessandstructureareinvestigatedforamorphousandnanocrystallinealloys.Inaddition,themagneticpropertiesandbrittlenessofamorphousalloysandnanocrystallinealloysarestudied.T

5、heeffectsofcompositionandheattreatmentonthemicrostructureandpropertiesofamorphousandnanocrystallinesoftmagneticalloysaresystematicallyinvestigatedinordertoobtainexcellentmagneticmaterialswithhighBsandlowcoercivity.ItisfoundthattheratioofSiandBinFe81SixB16-xCu1P2(x=2,4,8,12)

6、alloyshasaneffectontheirstructureandGFA.AuniformamorphousFe81SixB16-xCu1P2ribbonswasobtainedatx=4withhigherGFAthanothers.TheadditionofNbelementisbelievedtobebenefittoraisethecrystallizationtemperatureandtostabilizetheamorphousstructure.TheadditionofNbhasasignificanteffecton

7、retardingthegrowthoftheα-Fe(Si)nanocrystallities.Themicrostuctureandpropertiesofnanocrystallinealloysvarywiththeannealingprocess.ThetwophasestructurecontainingamorphousandnanocrystallinephasescanbeobstainedbycrytallizingFe-basedamorphousalloysintheoptimumannealingpreocss,fr

8、omwhichtheaveragegrainsizeofα-Fe(Si)nanocrystallitywasabout10nm.Therearrangementof