纳米晶Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,15.5>B<,7>合金的结构与磁性能研究

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本文采用了SY8232型B-H测试仪、CD4型磁性测试仪、131型示差扫描量热仪、Hopkinson效应测试设备和磁致伸缩测试仪研究了经不同温度退火后的Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,15.5>B<,7>合金和Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>合金的结构和磁性能,并采用分形法探讨了合金的损耗与频率和磁感的关系。实验表明: 以10℃/min升温条件下,Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,15.5>B<,7>合金和Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>合金分别出现三次和两次晶化过程。经T<,a>≤390℃退火后,两种合金的μ<,i>~T曲线均呈现尖锐的Hopkinson峰,表明为单相非晶结构。在420~580℃范围内,随退火温度升高,μ<,i>~T曲线依次呈现类Hopkinson峰、圆滑峰和长尾特征,合金为纳米晶α-Fe(Si)相和非晶相双相结构。磁致伸缩实验进一步表明,经T<,a>=420~460℃退火后,有少量的α-Fe(Si)析出。 Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,15.5>B<,7>合金和Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>合金分别经T<,a>=500、550℃退火后具有最佳的静态磁性能。与后者相比,前者具有更高的起始磁导率和最大磁导率,更低的矫顽力。两种合金经T<,a>=460℃退火后均出现第一次磁硬化,而经T<,a>=530℃退火,仅有Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,15.5>B<,7>合金出现第二次磁硬化。 Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,15.5>B<,7>合金和Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>合金分别经T<,a>=550、580℃退火具有最佳的动态磁性能。前者经T<,a>=530℃退火,损耗呈现小的峰值,且随磁感增加而增大;后者经T<,a>=480℃退火呈现低值,且随磁感减小而明显,这应当归因于在第一次磁硬化过程,少量纳米晶α-Fe(Si)相的析出对畴壁起钉扎而导致磁滞损耗增大,同时可细化磁畴,导致涡流损耗降低。而Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,15.5>B<,7>合金经T<,a>=530℃退火,由于α-Fe(Si)为纳米量级,磁畴极为细小,少量化合物相的析出只有钉扎作用,不再有细化磁畴的作用。 采用分形式对经不同温度退火后的Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,15.5>B<,7>和Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>合金的损耗拟合结果分别为P=C<,0>f<1.396>B<,m><2.0>和P=C<,0>f<1.3887>B<,m><1.97>。
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