FeCo基纳米晶合金有效磁各向异性与磁致伸缩研究

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研究了在不同温度后FeCo基纳米晶Fe39.4-xCo40Si9B9Nb2.6Cux、Fe78.4-yCoySi9B9Nb2.6Cu1合金的结构及软磁性能。研究结果表明合金的两个晶化温度之差随着Cu(Co)含量的增加而增大,使合金能在较宽的温度范围内晶化成单一的α-FeCo(Si)软磁相,但其常温软磁性能远低于FINEMET型纳米晶合金。 Herzer认为纳米晶合金的优良软磁性能来源于纳米晶合金的晶粒细小,其磁晶各向异性被平均掉所致。本文利用多晶材料趋定饱和定律测定了纳米晶Fe39.4-xCo40Si9B9Nb2.6Cux、Fe78.4-yCoySi9B9Nb2.6Cu1合金的有效磁各向异性,结果表明,FeCo基纳米晶合金与Fe基纳米晶合金的有效磁各向异性在同一数量级约70-240J/m3;有效磁各向异性<K>与μi随Cu含量、Co含量的变化明显不一致。 Hernando的双相纳米晶合金无规各向异性模型中指出,材料的饱和磁致伸缩系数λs通过与残余内应力耦合的磁弹各向异性对合金的软磁性能有很大影响,因此推测饱和磁致伸缩λs可能控制着含Co FINEMET型纳米晶合金的初始磁导率。利用磁化强度小角偏转法测定了纳米晶Fe39.4-xCo40Si9B9Nb2.6Cux、Fe78.4-yCoySi9B9Nb2.6Cu1合金的饱和磁致伸缩系数,约20-90ppm,其随退火温度的变化规律与Fe基纳米晶合金完全相反。FeCo基纳米晶合金的晶化相α-FeCo(Si)的磁致伸缩为正并大于非晶相的磁致伸缩,因此随着Ta的增大,晶化相体积分数不断变大,合金的磁致伸缩显著增大。大磁致伸缩系数导致了FeCo基纳米晶合金的矫顽力远大于Fe基纳米晶合金,而初始磁导率远小于Fe基纳米晶合金。Hernando的磁弹各向异性理论很好的解释了FeCo基纳米晶合金的常温软磁性能不如Fe基纳米晶合金的原因。
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