【摘 要】
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FeNi基非晶合金作为新兴的功能软磁材料之一,具有低矫顽力（Hc）、高磁导率（μ）和频率性能好等优良性能,在电子电力、能源等应用领域中显示出巨大的发展前景。然而,此类合金仍然存在着非晶形成能力较弱,热稳定性较差等问题,因此,研发制备高非晶形成能力和热稳定性、综合软磁性能优异的Fe Ni基非晶软磁合金具有重要的意义。本文利用单辊甩带法制备了(Fe40-xCoxNi40Si6.33B12.66C u1
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FeNi基非晶合金作为新兴的功能软磁材料之一,具有低矫顽力（Hc）、高磁导率（μ）和频率性能好等优良性能,在电子电力、能源等应用领域中显示出巨大的发展前景。然而,此类合金仍然存在着非晶形成能力较弱,热稳定性较差等问题,因此,研发制备高非晶形成能力和热稳定性、综合软磁性能优异的Fe Ni基非晶软磁合金具有重要的意义。本文利用单辊甩带法制备了(Fe40-xCoxNi40Si6.33B12.66C u1)97Nb3（x=0,6,7,8,9）、(Fe33Co7Ni40Si6.33B12.66Cu1)97Nb3-xZrx（x=0,1,2,3）两组非晶合金带材,运用X射线衍射仪（XRD）、磁光克尔显微镜（Moke）、差示扫描量热仪（DSC）、直流软磁测量仪（B-H仪）和振动样品磁强计（VSM）等测试技术对非晶带材的组织结构、热稳定性以及软磁性能进行分析表征,探究了成分和退火工艺对合金结构和磁性能的影响,并分析了合金的非等温晶化动力学行为。主要研究内容如下:（1）制备出的(Fe40-xCoxNi40Si6.33B12.66Cu1)97Nb3（x=0,6,7,8,9）淬态合金带材均为非晶态结构。添加了Co元素后,合金的非晶形成能力提高了,当x=7 at.%时,两级晶化温度区间ΔTx最高为97,热稳定性最好。经673 K退火10 min后,(Fe33Co7Ni40Si6.33B12.66Cu1)97Nb3合金具有最好的软磁性能,低矫顽力Hc为0.12 A/m,饱和磁化强度Ms为88.7 Am~2/kg,在1 k Hz频率下的有效磁导率μe为13800。该淬态合金的磁畴存在较多钉扎点,退火后磁畴变得更加平滑,表明钉扎作用基本消失。而且,该合金的钉扎场最小为20 A/m。合金非等温晶化动力学研究表明,加入Co元素提高了合金的一级晶化激活能Ep1,表明合金的热稳定性提高,当Co含量为7 at.%时,热稳定性最好。（2）制备出的(Fe33Co7Ni40Si6.33B12.66Cu1)97Nb3-xZrx（x=0,1,2,3）淬态合金带材均是非晶结构。添加了Zr元素后,合金的热稳定性提高了。经698 K退火10 min,(Fe33Co7Ni40Si6.33B12.66Cu1)97Nb2Zr1合金的综合软磁性能较好,矫顽力Hc为0.99 A/m,饱和磁化强度Ms为91.4 Am~2/kg,在1 k Hz频率下的有效磁导率μe最大,为15900。该合金经过退火后,磁畴的钉扎作用明显减弱。添加了Zr元素的合金在100 k Hz的高频下仍然具有较高的有效磁导率,说明Zr元素的添加提高了合金的频率稳定性。通过晶化动力学分析得出,Zr元素添加后,合金的一级晶化激活能Ep1从372.3k J/mol升高到456.44 k J/mol,有效地改善了合金的热稳定性。
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