论文部分内容阅读
由于以Finemet(Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3)为代表的铁基非晶纳米晶合金具有高磁导率、低矫顽力、低损耗等一系列优点,该类型合金已被广泛应用于变压器、互感器等电力工业部门之中。为了得到更优性能,本文依据微合金化原理,通过Al与Mo元素对Finemet合金进行了元素改性,分别制备了成分为Fe73.5Si13.5B9-xAlxCu1Nb3（x=0,0.5,1,1.5,2原子百分比:at.%）与Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xMox（x=0,1,2,3原子百分比:at.%）的铁基非晶合金条带,并进行了不同退火时间以及不同退火温度下的真空等温退火,检测了退火后得到的纳米晶的软磁性能,并分析了纳米晶样品的微观结构,建立了纳米晶样品软磁性能、退火工艺以及微观结构之间的联系。研究结果表明,添加Al的合金晶化析出峰间的温度差更大,且含有Al的inemet合金体系中纳米晶相成分变为α-（Fe,Si,Al）,该相具有更低的磁各向异性,起到了提升磁导率、降低矫顽力的作用。测得成分为Fe73.5Si13.5B8.5Al0.5Cu1Nb3的合金在退火60min后1 kHz下初始磁导率约为35000,矫顽力小于2 A/m,具有最佳的软磁性能组合。通过对比相同退火温度时间样品的性能,发现含有Al的样品软磁性能普遍优于Finemet合金。XRD、TEM微观结构分析表明,含0.5-1 at%Al的样品经过退火后析出的纳米晶尺寸约为10-20 nm,因此,含Al的Finemet改性合金具有优良的磁性能。在Finemet合金中以Mo取代Nb后,非晶合金DSC图像中两个晶化析出峰之间的温度差减小。对纳米晶样品的软磁性能测试结果表明,Mo替换Nb总体上导致了样品软磁性能的下降。Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb2Mo1和Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb1Mo2经过15分钟退火后得到的样品具有较好的性能,而退火时间延长时,二者均发生磁导率降低、矫顽力升高的现象,而Fe73.5Si13.5B9Cu1Mo3样品软磁性能被严重破坏。微结构分析结果表明,含Mo 1-2 at.%的样品在退火时间延长时晶粒发生了不同程度的长大,而Finemet合金样品晶粒尺寸基本不变;含Mo 3 at.%的样品在经历退火之后析出了Fe-B相。以上事实说明Mo阻碍纳米晶生长以及阻止B原子扩散的能力弱于Nb。对宽带材生产技术的研究表明,生产出具有优良质量宽带材的条件是冷却速度与加热温度配合适当。通过研究发现,当采用分级加热制度,铜辊表面线速度为30 m/s,喷嘴高度0.5 mm时,可生产出质量良好的非晶合金宽带材。