Fe基非晶合金磁各向异性的研究

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Fe基非晶合金具有优异的软磁性能和重要的工业应用价值,研究者开发出了一系列具有较大形成能力的软磁Fe基块体非晶合金(BMG)。随着非晶样品尺寸变大,其软磁性能不如相应的非晶条带。目前对于产生这种软磁性能差异的因为还较少有研究。本文通过对试样的磁力显微镜(MFM)对比分析研究,试图揭示软磁性能出现差异的原因。围绕这一目标论文主要进行了以下工作:   (1)分别利用熔体旋淬法和铜模铸造法制备Fe36Co36Si4820Nb4非晶条带和直径为2 mm的杆状非晶合金。对两种样品的软磁性能进行测试,利用MFM对它们的磁力图进行分析。结果表明:非晶条带的软磁性能优于相同成分的杆状样品。非晶条带由于制备过程中冷速较高,磁各向异性较小,磁力图中的磁畴结构较宽,磁畴宽度较大;块体非晶合金由于制备过程中冷速较慢,呈现出一定的磁各向异性,磁畴结构密集,磁畴宽度较小。   (2)利用磁力显微镜对直径为5 mm的大尺寸Fe66Co10Mo4P9C4B4Si4杆状非晶从中心到边缘的不同部位进行MFM分析,结果表明:快速凝固过程中,块体非晶合金由于中心部分冷速慢有序化得到发展,从而呈现出了一定的磁各向异性特征,即磁畴呈现为迷宫状,磁畴的宽度较小;样品的边缘部分冷速较快,合金的有序化过程得到了抑制,从而呈现出较小的磁各向异性特征,即磁畴呈现出180°畴壁或者形状不规则的岛状畴壁,磁畴的宽度较大。   (3)对Fe66Co10Mo4P9C4B4Si3非晶条带分别在玻璃转变温度Tg、第一晶化峰温度Tp、第一晶化峰结束温度Ted1退火处理,并测试其软磁性能。结果表明:经Tg温度退火的非晶条带软磁性能提高,矫顽力降低,初始有效磁导率μ0提高,随着退火时间的延长,其软磁性能呈下降趋势;在第一晶化峰温度Tp1退火10分钟,呈现出优良的软磁性能,退火30分钟后,由于晶化相的明显长大,软磁性能恶化;第一晶化峰结束温度Ted1退火时,由于温度较高,非晶获得足够的结晶驱动力,因而晶粒很快长大破坏了非晶的软磁性能,呈现顺磁性。
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