fe基非晶合金在电场和压力作用下的纳米晶化和软磁性能的研究

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1、摘要摘要纳米晶Fe．Zr-B．Cu合金因具有高的饱和磁化强度和高的初始磁导率而成为目前研究最为热门的软磁材料之一。优化显微组织是改善纳米晶Fe基合金软磁性能的一种重要物理冶金方法。本文利用X射线衍射(XRD)和HP4284A阻抗仪等研究了外加电场和热等静压对非晶Fes6Zr786Cul合金的纳米晶化和软磁性能的影响。外加电场对非晶Fes6Zr786Cul合金的纳米晶化和软磁性能有明显的影响。当电场强度从0增加到106V／m时，结晶a．Fe相晶粒尺寸由13．4rim增大到18．5nm：当电场强度从0变化到104V／m时，结晶a．Fe相体积分数由64．6％增大到73．8％，但电场

2、强度继续增加时体积分数却开始减小。非晶Fes6Zr786Cul合金经600℃退火1h后得到的试样初始磁导率和弛豫频率分别为1．2X104和2．5X105Hz，而在外加电场作用下经600℃退火0．5h后得到的试样初始磁导率和弛豫频率分别为1．9X104和1．8×105Hz。外加电场促进纳米晶化的原因是晶粒长大速率随电场强度的增加而增加，形核速率随电场强度的增加呈现先增加后降低的趋势。热等静压能改善纳米晶Fe86ZryB6Cul合金的显微组织并提高其软磁性能。当压强从0增加到150Ⅷa时，结晶ot-Fe相晶粒尺寸由13．4nm减小到7．6nm：当压强从O变化到looMPa时，结晶

3、a．Fe相体积分数由64．6％增大到72．4％，但压强增加到150MPa时体积分数减小到70．4％。非晶Fes6Zr786Cul合金在常压中600℃退火lh后得到的试样初始磁导率和弛豫频率分别为1．2X104和2。5×105Hz，而在150MPa热等静压作用下经600℃退火lh后得到的试样初始磁导率和弛豫频率分别为6．4X104和5．0X104Hz。热等静压能改善纳米晶Fe86Zr：B6Cul合金显微组织的原因是热等静压降低了晶粒长大速率，而且形核速率随着压强的增加呈现先增加后降低的趋势。关键词：形核速率；晶粒长大速率；晶粒尺寸；体积分数；软磁性能AbstractInrece

4、ntyears，extensiveresearchonFe-Zr-B-Cunancrystallinesoftmagneticmaterials(Nanoperm)hasbeencarriedoutbecauseoftheirexcellentsoftmagneticpropertieslikeahighsaturationmagnetizationandahighpermeability．Optimizingmicrostructuresisallimportantphysicalmetallurgyapproachtoimprovesoftferromagneticpro

5、perties．Inthispaper，theeffectsofelectricfieldandhotisothermalpressingonthenanocrystallizationandsoftmagneticpropertiesofnanocrystallineFes6Zr786CulalloywerestudiedbyX—raydiffraction(XRD)andHP4284Aimpedanceanalyzer．Electricfieldhasapparentinfluencesonthenanocrystallizationandsoftmagnetismpro

6、pertiesofnanocrystallineFes6Zr786Culalloy．Withtheincreaseoftheamplitudeofelectricfieldfrom0to100V／m，megrainsizeofcrystallinea-Fephaseincreasesfrom13．4to18．5nm．Thevolumefractionofcrystallinea-Fephaseincreasesfrom64。6％to73．8％晰thincreasingtheamplitudeofelectricfieldfrom0to104V／mandthendecrease

7、swithitsfurtherincrease．NanocrystallineFe86Zr786Culalloywithaninitialpermeabilityof1．9×104andarelaxationfrequencyof1．8x105Hzisformedafterannealingat600。CforO．5hinthepresenceofanalternatingcurrentelectricfield．However,theinitialpermeabilityandrelaxationfr