fe基非晶合金的晶化工艺研究

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1、江苏大学硕士毕业论文摘要Fe基非晶软磁材料是80年代末发现的一种新型亚稳态软磁材料，它以优异的磁性能和低廉的成本引起了人们的高度重视。这类材料具有高磁导率、高饱和磁通、低矫顽力、低铁损、频散特性好等优点，被世界公认为是目前综合性能最好的软磁材料。这种材料现己广泛用于共模扼流圈、高频开关电源、高频逆变器、零序互感器等许多电器元件。同时这种材料也是高灵敏度保真磁头、高性能磁放大器元件的最佳材料。由急冷法制备的这类非晶合金有很大的内应力，存在的稳定性弱，必须经过一定的热处理工艺，采用非晶晶化的方法改善其高频磁性能。但在不同的工艺下材料的晶化方式不尽相同，而且常常伴有晶粒尺寸的长大，材料塑性降低，脆

2、性增加。本文通过XRD、DSC和SEM应用，研究了在不同温度、不同加热速度、不同保温时间、弛豫退火以及替代元素对合金晶化过程的影响。试验结果表明：采用不同的替代元素后，合金的热力学参数有明显的变化。如合金F074AJ4Ga2P1284Si4、Fe73NblAhGa2P1284Si4和Fe73NilAl4Ga2P1284Si4的ATx分别为31．6K、28．9K和26．9K。而且加入Cu后，合金的Tx和Tg消失了。由于替代元素的不同，合金晶化后的颗粒大小和形状迥然不同。原始试样(Fe74A14Ga2P1284Sh)晶化后颗粒呈菊花状，颗粒较大，完全晶化所需时间最短；用Cu替代之后，含Cu化合物

3、里网络状，颗粒明显减小，完全晶化所需时间最长；用Ni替代后，颗粒呈针状，颗粒较为细小，完全晶化所需时间较短；用Nb替代之后，颗粒呈蘑菇状，晶粒也有一定程度的减小，完全晶化所需时间较短。通过XRD及SEM扫描分析可以确定Fe74A14Ga2P1284Si4、Fe73CulAl4Ga2P1284Si4、Fe73NblAl4Ga2P1284Si4和F。73NilAl4GazPl284Si4合金的晶化相及析出过程均是c【一Fe—c【一Fe+Fe5SiP+AJo7Fe3Sio3+Fe3B+剩余晶化相。但是在用Cu替代后有F。2B析出，在用Cu和Ni替代后，在晶化组织中均发现了有相关的化合物Cu669S

4、i和A175NiloFel5的出现。试验结果证实：晶化加热时间和加热速度是影响合金晶化的重要参数。随着加热时间的延长，合金越容易发生晶化反应：随着加热速度的增加，合金的晶化倾向降低。作者认为这是因为随加热时间的延长，合金吸收的能量提高，合金中江苏大学硕士毕业论文的原子越容易越过晶化势垒，所以合金容易晶化；而随加热速度的增加，合金在单位时间吸收的能量减少，所以合金的晶化倾向就降低了。实验分析表明，预退火不会改变合金的DSC参数，这是因为它们是合金的本征属性。对合金进行单一预退火后再进行晶化处理时，合金易于发生晶化。这是因为合金预先吸收了一部分热量，有了一定的能量积累，所以合金在晶化温度下就迅速

5、晶化。但是如果对合金进行充分的分级预退火之后，合金原子在不同温度下进行了长时间的均匀扩散和重新排布，使淬态合金从高能量的不稳态向新的亚稳态转变。因此与单一预退火相比较，在同样条件下进行晶化处理时，分级预退火后，合金的晶化反应延迟了。由此可以说明非晶合金晶化时也需要满足一定的温度与成分的要求。经预退火后，合金晶化后的组织明显变得细小，圆整，分布较为均匀。而且预退火温度变化后，合金晶化后的最终组织形貌也有所不同。这为将来控制非晶材料的性能奠定了基础。同时也发现Fe基非晶合金在退火过程中存在着很明显的韧．脆性转变，通过分级预退火既可以消除合金的内应力，又可以保留合金一部分韧性，使合金具有更高的使用

6、价值。关键词：铁基非晶合金，晶化温度，弛豫退火，晶化组织，分级预退火II江苏大学硕士毕业论文ABSTRACTTheFe—basedamorphoussoft—magneticalloyistheendof1980’stodiscoversofhighdegreethatanewandsecondsteadysoft—magneticmaterial，itcancausepeoplewiththecheapcostwiththeexcellentmagnetismingtopayattentionto．Akindofmaterialhasbeenrecognizedasthebestsoft—

7、magneticmaterialofcombinationpropertybytheworldatthepresenttime，becauseithasperfectmagnetics，suchas肛c，Bs．Hc．Thiskindofmaterialisalreadyextensivenowtobeusedforcommonmodechokeofhi曲frequencycircuitchanger,high