离子轰击诱导铁基非晶晶化机理及其对磁性能的影响

《离子轰击诱导铁基非晶晶化机理及其对磁性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代号10532学号S151301193分类号TG139.8密级公开硕士学位论文离子轰击诱导铁基非晶晶化机理及其对磁性能的影响学位申请人姓名吴颖为培养单位材料科学与工程学院导师姓名及职称彭坤教授学科专业材料科学与工程研究方向纳米材料及薄膜材料论文提交日期2018年5月18日学校代号：10532学号：S151301193密级：湖南大学硕士学位论文离子轰击诱导铁基非晶晶化机理及其对磁性能的影响学位申请人姓名：吴颖为导师姓名及职称：彭坤教授培养单位：材料科学与工程学院专业名称：材料科学与工程论文提交日期：2018年5

2、月18日论文答辩日期：2018年5月30日答辩委员会主席：严红革教授CrystallizationmechanismofFe-basedamorphousalloyinducedbyionbombardmentanditseffectonmagneticpropertiesByWUYingWeiB.E.(HunanUniversityofTechnology)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMaster

3、ofEngineeringinMaterialScienceandEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorPENGKunMay,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本

4、人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I离子轰击诱导铁基非晶晶化机理及其及对磁性能的影响摘要铁基纳米晶

5、合金具有优异的软磁性能得到广泛应用。通过对非晶合金晶化工艺的调控是实现对纳米晶材料微观结构和性能调控的基础。热退火处理是非晶晶化最常用的方法，通过晶化温度和晶化时间来调控晶粒尺寸以及体积分数以获得高的磁导率，但其弛豫频率较低。提高弛豫频率成为纳米软磁材料的重要发展方向之一。本文采用离子轰击诱导晶化法对铁基非晶合金进行处理，探讨铁基非晶合金在离子轰击作用下的晶化机理，通过离子轰击工艺对纳米材料结构及磁性能的影响规律探讨离子轰击对磁性能的影响机理。利用不同角度离子束轰击以及衬底温度对非晶合金相结构的转变规律探讨非晶合

6、金在离子轰击作用下的晶化机理。随着离子轰击角度的增大，应力在垂直方向的分力增加，压应力也随之增加，压应力的存在降低了临界形核能从而促进非晶合金晶化，也导致晶化程度的增加。衬底温度对非晶合金的晶化也会产生很大的影响，75°轰击时，自加热台上的样品产生了明显的晶化，而水冷台上的样品仍为非晶状态；90°轰击时，自加热台上样品的晶化程度明显强于水冷台上样品，表明离子轰击引起的热效应是影响非晶合金晶化的重要因素。通过离子轰击角度和衬底温度对非晶合金晶化规律的研究表明离子轰击诱导非晶合金晶化是离子轰击引起的应力和温度共同作用

7、的结果。利用Ar离子束从不同角度（θ=45°,60°,75°,90°）对Fe78Si13B9非晶合金进行轰击，当θ≤60°时，样品未发生晶化；当θ≥75°时，样品发生明显晶化，即低角度轰击促进原子在短程范围迁移，高角度轰击导致非晶合金晶化。离子轰击引入了磁各向异性并影响材料的磁性能，通过趋近饱和定律法得到有效磁各向异性常数随轰击角度的增加而增加，引入的有效磁各向异性会降低磁导率而增加弛豫频率，一定程度上提高材料的使用频率。然而，当θ=90°时，晶化产物除了α-Fe(Si)相外，还伴有少量Fe-B相生成，从而使材料

8、的软磁性能急剧下降。因此，利用离子轰击方法对Fe78Si13B9非晶合金进行处理需要选择合适的轰击参数。为解决Fe-B相出现的问题，获得具有优异软磁性能的纳米晶软磁材料，采用不同角度氩Ar离子束对Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3非晶合金进行轰击，晶化产物仅为α-Fe(Si)纳米晶粒，无Fe-B相生成，这是由于Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3非晶合金中α-F