激光诱导fe基非晶合金表面纳米晶化

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1、东北大学硕士学位论文摘要激光诱导Fe基非晶合金表面纳米晶化摘要脉冲激光辐照Fe基非晶带材料是一种激光非晶表面纳米化的新技术，激光诱导Fe基非晶纳米化是目前激光固相法制备纳米材料研究领域的前沿课题。本文使用脉冲激光辐照FeTsSi2816Ni4M03、Fe78Si9813非晶带，诱导其表面产生晶化相，形成纳米晶化相加非晶相的双相组织，以改善材料的综合磁性能。主要利用x射线衍射、扫描电镜、透射电镜、穆斯堡尔谱、静态磁性能测量仪、差示扫描量热分析仪、显微硬度仪等分析手段，系统研究了激光辐照纳米晶化后样品的晶化相组织结构、形貌、大小数量、表面显微硬度和磁性能之间的关

2、系，并探讨了脉冲激光诱导Fe基非晶纳米化的机理。实验结果表明，脉冲激光在一定的优化工艺条件下，辐照非晶Fe75Si2816Ni4M03、Fe78SigBl3材料髓够产生表面晶化，形成纳米晶化相加非晶相的双相组织结构。通过控制激光工艺参数，可以得到不同数量、结构的纳米晶化相。在激光辐照Fe78Si9813非晶的实验中，选择脉冲激光电流I=100A，频率f=30HZ，波长扣1．064p,m，光斑直径d=10mm，扫插速度v=10mm／s、激光脉宽在O．3—0．7ms较低激光能量下，生成内磁场约为130kOe的Ⅱ．Fe(si)亚稳固溶体；当脉宽为0．8和O．9ms

3、较高激光能量作用和激光处理两遍的工艺条件下，样品产生内磁场较大的(220．300kOe)D03结构的Ct．Fe(Si)纳米相，晶化相不仅晶化率增加，而且晶粒尺寸也明显增大，大小在10—30rim之间。脉冲激光辐照后样品的晶化率随着激光扫描速度的增加而降低，随着激光脉宽、电流和扫描次数的增加而增加。脉冲辐照后样品表面的显微硬度增加，随着激光扫描速度的增加而降低，随着激光脉宽、电流的增加而增加。对较低能量激光辐照后(脉宽O．5ms)晶化率较低的Fe79SbBl3非晶样品进行静态磁性能检测，初始磁导率减小、最大磁导率增加，剩磁比增加、矫顽力略有增加，磁性得到了改善

4、。纳米晶化相分布在Fe基非晶带的表层，晶化层的厚度在O．01．10p,m之间，随着激光能量和扫描次数增加而增大。晶化层之外部分仍为非晶，因而激光表面晶化具有较好的韧性，不易脆裂。激光加热的能量密度高、冷凝速度快，并且对非晶表面有应力作用，这促使非晶材料表面原子扩散重排，形成了新的Fe-Fe富集，B原予从问隙位置中析出，产生空位，从而加速了非晶表面中原子的扩散形核，生II东北大学硕士学位论文摘要成为c【．Fe(si)纳米相或亚稳相，同时抑制了对磁性有害Fe．B化合物的析出。通过控制激光脉宽、电流、扫描速度和扫描次数等工艺参数，可以在常温常压下，快速、可控地利用

5、激光晶化法制备出铁基非晶纳米晶合金。关键词：Nd：YAG脉冲激光，非晶Fe75Si2816Ni4M03、Fe78Si9BJ3合金，表面纳米化，a-Fe(si)纳米相，磁性，穆斯堡尔谱，超精细结构。ⅡI东北大学硕士学位论文ABSTRACTPulsedlaserinducedFe—basedamorphousalloyssurfacenano—crystallizationABSTRACTPulsedlaserirradiatesontheFe—basedamorphousalloysisanewtechnologyofamorphousalloyssurfac

6、enarlo—crystallizationbylaser．Atpresent，pulsedlaserirradiatesontheFe·—basedamorphoustoinducenano．-crystallizationisanadvancedsubjectintheresearchofpreparingnano—materialsbymeansoflaserirradiationonsolidphase．PulsedlaserirradiatingontheFe75Si2816Ni4M03，FeTsSi9Bi3amorphousalloys，indu

7、cescrystalphaseappearinginthesurface，producesthefixedamountofnano·crystalphaseandamorphousphasetoformdoublephasestructurematerial，accordingly,toimprovedintegrativemagnetismofmaterials．ByanalyzingtheX-raydiffraction，SEM，TEM，M6ssbauerSpecwoscopy，staticmagneticproperties，differentials

8、canningcalorimetryandmicro