Fe_（71）Nb_6B_（23）非晶薄带的非等温晶化动力学研究.pdf

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1、第41卷第10期稀有金属材料与工程Vo1．41，NO．102012年1O月RAREMETALMATERIALSANDENG1NEER1NGOctober2012Fe71Nb6B23非晶薄带的非等温晶化动力学研究朱满，李俊杰2，坚增运，常芳娥(1．西安工业大学，陕西西安710032)(2．西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072)摘要：采用单辊急冷法制备了Fe71Nb6B23非晶薄带，并用差示扫描热分析法(DSC)研究了该非晶合金的变温晶化动力学。从DSC曲线可知，玻璃化转变温度、晶化起始温度和晶化峰值温度均随着升温速率的

2、增加向高温方向移动，这些特征温度均具有明显的动力学效应。分别利用Kissinger方程和Ozawa方程计算了该Fe基非晶薄带的玻璃化转变激活能、晶化激活能E和激活能，并解释了此非晶合金具有高的热稳定性的热力学机制。结果表明：两种方程计算得出的均大于，表明该合金的形核过程比晶粒长大更为困难；晶化的动力学效应较玻璃化转变更为明显。关键词：单辊急冷法：非晶薄带；晶化动力学；激活能中图法分类号：TG146．4文献标识码：A文章编号：1002．185X(2012)10—1730—05近年来，Fe基非晶合金由于具有高强度、良好的的Fe44Co44Z

3、r7B4Cu1块体非品纳米晶软磁材料，具有耐蚀性能、优异的软磁特性、原材料广泛、成本低廉极高的磁场强度和磁导率，磁损仅为1W／g。WangW等优点，广泛应用于变压器、电机铁芯和磁传感器等H等】通过控制晶化过程在zr基非品合金中获得了纳工程领域，是目前非晶领域研究的热点之一_1】。1998米晶组织，从而使得材料的强度提高至7．34GPa。虽年，Yoshizawa等L6]首先报道了Fe—Si．B．M(M=Cu，Nb，然国内外学者对Finemet型和Hitperm型软磁合金的Mo，Ta等)软磁合金。此后，人们相继开发了3种晶化动力学已经进行了

4、深入研究]；然而对典型的Fe基非晶／纳米晶软磁合金【6培]，并已经成功应Nanoperm型软磁合金晶化动力学的研究工作则偏少。用到商业领域。Yao等】构建了Fe．Nb．B系非晶合金因而，采用连续加热的方法研究了Fe71NbB2非晶薄的成分图，发现在Fe7NbB23成分处可以获得具有最带的变温晶化动力学过程。大非晶形成能力的块体非晶合金(1．5ram)；与此同1实验时，对Fe71Nb6B23块体非晶合金的压缩试验表明其压缩极限强度和塑性应变分别高达4850MPa和1．6％】。采用磁控钨极真空电弧熔炼法制备成分为与其它Fe基软磁合金相比，N

5、anoperrn型(Fe(Nb，Zr，Fe71Nb6B23(at％)的母合金。选用的原材料为：FeHf)B(Cu))软磁合金由于具有更高的强度、低矫顽力和(99．8％)、Nb(99．1％)和B(99．99％)。熔炼之前，先将高的磁导率而备受人们的青睐。熔炼室抽真空，当真空度达到6×10。Pa时，向炉内充非晶合金具有独特的长程无序、短程有序结构，入高纯氩气，然后开始熔炼。熔炼之前先熔化钛进行原子在空间排布为无规密堆拓扑结构，无固定的晶格，除氧，之后在电磁搅拌条件下将母合金反复熔炼6次，处于高度无序的非平衡亚稳态。因而，在加热或辐射以确保合

6、金成分的均匀性和准确性。之后，用线切割等条件下，非晶态会自发的向能量较低的晶态相转化，将此母合金切成5～6g大小的块体。在非平衡快速凝相应的物理／化学性能也会随之发生变化。也就是说，固设备进行甩带实验，喷铸压力为20kPa，铜辊转速研究非晶合金的晶化行为对于深入了解其形核与长大为40m／s。制备得到的非晶薄带，厚度约为20gm，机制和热稳定性，并通过晶化过程的精确控制，获得宽度为2rnm，见图1。组织细小、性能优异的材料具有重要的理论意义和实利用德国Bruker公司D8Advance型x射线衍射际意义。M．A．Willard等】利用纳米

7、晶化法开发了新型仪(CuKs，扫描步长为0．02。，衍射角2在20。～90o收稿日期：2011-10．18基金项目：国家重点基础研究发展计划(2011CB610403)；国家自然科学基金项目(51071115)；西北业大学凝同技术国家重点实验室开放基金(SKLSP201221)和西安工业大学校长基金项目(XAGDXJJ1010)；陕西省自然科学基础研究计划项H(2012JM6010)作者简介：朱满，男，1982年生，讲师，西安工业大学材料与化工学院，陕西西安710032，电话：029—83208078，E—mail：zm0428@yah

8、oo．com．cn第1O期朱满等：FelNb6B23非晶薄带的非等温晶化动力学研究·1731·Temperature／K图1Fe71Nb6B23非晶薄带照片Fig．1PhotoofFe71Nb6B23amo