高Ms的FeBCCu系列非晶/纳米晶合金的形成与软磁性能研究

摘要

本论文研究了单辊甩带法制备的 Fe83B10.5-xC6SixCu0.5(x=0，0.5，1.0，1.5)和Fe83B10.5-xC6Cu0.5Mx(x=0.25，0.50，0.75；M=Nb、Ti)系列合金带材添加少量Si、Nb和Ti后的非晶形成能力、微观结构和软磁性能以及Fe85.5B8-xC6Cu0.5Mx(x=0，0.25，0.50；M=Si、Nb、Ti)和Fe83+xB10.25-xC6Cu0.5Nb0.25(x=0，0.5，1.0，1.5，2)系列合金带材的非晶形成能力。主要得到以下结论：
　　1）在Fe83B10.5-xC6SixCu0.5(x=0，0.5，1.0，1.5)合金带材中，带材的非晶形成能力随着Si含量的增加而减弱。x=0 at.％和x=0.5 at.%的合金带材为完全非晶结构， x=1.0 at.%和x=1.5 at.%的合金带材为非晶+纳米晶结构。
　　2）在Fe83B10.5-xC6SixCu0.5(x=0，0.5，1.0，1.5)合金带材中，x=0 at.%的样品的Tx1=395℃，Tx2=499℃，两者之间的温度差ΔTx=104℃，Tp1=419℃，Tp2=512℃，两者之间的温度差ΔTp=93℃；x=0.5 at.%的样品的Tx1=409℃，Tx2=506℃，两者之间的温度差ΔTx=97℃，Tp1=428℃，Tp2=525℃，两者之间的温度差ΔTp=97℃。
　　3）在Fe83B10.5-xC6SixCu0.5(x=0，0.5，1.0，1.5)合金带材中，随着退火温度的升高，饱和磁化强度先增加后下降，矫顽力先减小后增加。Fe83B10.5C6Cu0.5在430℃×10 min后Ms达到最大213.8 emu/g，Hc达到最小10.6 A/m。Fe83B10C6Si0.5Cu0.5在420℃×10 min后Ms达到最大195.9 emu/g， Hc=13.3 A/m；Fe83B10C6Si0.5Cu0.5在430℃×10 min后Hc达到最小9.8 A/m，Ms=190.9 emu/g。综合比较，Fe83B10.5C6Cu0.5在430℃×10 min后有最大饱和磁化强度，Fe83B10C6Si0.5Cu0.5在430℃×10 min具有最小矫顽力。
　　4）在Fe83B10.5-xC6Cu0.5Mx(x=0，0.25，0.50，0.75；M=Nb、Ti)合金带材中，带材的非晶形成能力随着Nb、Ti含量的增加而减弱，加Nb的x=0.25 at.%和x=0.50 at.%的合金带材为完全非晶结构，x=0.75 at.%的合金带材为非晶+纳米晶结构；加Ti的x=0.25 at.%的合金带材为完全非晶结构，x=0.50 at.%和x=0.75 at.%的合金带材为非晶+纳米晶结构。
　　5）在Fe83B10.5-xC6Cu0.5Mx(x=0，0.25，0.50，0.75；M=Nb、Ti)合金带材中， Fe83B10.25C6Cu0.5Nb0.25的Tx1=415℃， Tx2=517℃，两者之间的温度差ΔTx=102℃， Tp1=428℃， Tp2=522℃，两者之间的温度差ΔTp=94℃；Fe83B10.5C6Cu0.5Nb0.5的Tx1=408℃，Tx2=518℃，两者之间的温度差ΔTx=110℃，Tp1=422℃，Tp2=522℃，两者之间的温度差ΔTp=100℃。Fe83B10.25C6Cu0.5Ti0.25的Tx1=413℃，Tx2=515℃，两者之间的温度差ΔTx=102℃，Tp1=427℃，Tp2=515℃，两者之间的温度差ΔTp=94℃。
　　6）在Fe83B10.5-xC6Cu0.5Mx(x=0，0.25，0.50，0.75；M=Nb、Ti)合金带材中，随着退火温度的升高，饱和磁化强度先增加后下降，矫顽力先减小后增加。Fe83B10.25C6Cu0.5Nb0.25在430℃×10 min后Hc达到最小4.3 A/m，Ms=168.1 emu/g；在440℃×10 min后Ms达到最大175.9 emu/g，Hc=4.6 A/m。Fe83B10C6Cu0.5Nb0.5在430℃×10 min后Hc达到最小3.9 A/m，Ms=159.9 emu/g；在440℃×10 min后Ms达到最大173.1 emu/g，Hc=4.3 A/m。Fe83B10.25C6Cu0.5Ti0.25在430℃×10 min后Hc达到最小4.9 A/m， Ms=166.6 emu/g；在440℃×10 min后 Ms达到最大181.2 emu/g，Hc=5.3 A/m。综合比较Fe83B10C6Cu0.5Nb0.5在在430℃×10 min后有最小矫顽力，Fe83B10.25C6Cu0.5Ti0.25在440℃×10 min后有最大饱和磁化强度。
　　7）提高铁的含量，Fe85.5B8C6Cu0.5、Fe85.5B7.5C6Si0.5Cu0.5、Fe85.5B7.75C6Cu0.5Nb0.25、Fe85.5B7.5C6Cu0.5Nb0.5和Fe85.5B7.75C6Cu0.5Ti0.25合金带材的非晶形成能力都减弱，形成了非晶+纳米晶的双相结构。Fe83+xB10.25-xC6Cu0.5Nb0.25(x=0，0.5，1.0，1.5，2)合金带材中，x=0-1.5 at.%的合金带材为完全非晶结构，x=2 at.%为非晶+纳米晶的双相结构。

目录

第一章 绪论

1.1 非晶合金的概论

1.2 非晶纳米晶软磁合金的介绍

1.3 非晶纳米晶合金的磁化过程与磁性能参数

1.4 Fe-基非晶纳米晶合金的成分选择与制备工艺

1.5 高饱和磁感应强度Fe-基非晶纳米晶合金的研究进展

1.6 本文研究目的与意义

第二章 实验方法

2.1 试样的制备

2.2 测试方法

2.3 实验流程

第三章 添加Si对FeBCCu合金的非晶形成能力和软磁性能的影响

3.1 Fe83B10.5-xC6SixCu0.5系列合金的非晶形成能力和热稳定性

3.2 Fe83B10.5-xC6SixCu0.5系列合金热处理后的相结构和软磁性能

3.3 本章小结

第四章 添加Nb、Ti对FeBCCu合金的非晶形成能力和软磁性能的影响

4.1 Fe83B10.5-xC6Cu0.5Mx系列合金的非晶形成能力和热稳定性

4.2 Fe83B10.5-xC6Cu0.5Mx系列合金热处理后的相结构和软磁性能

4.3 高Fe含量的Fe85.5B8-xC6Cu0.5Mx和Fe83+xB10.25-xC6Cu0.5Nb0.25系列合金的非晶形成能力

4.4 本章小结

全文结论

参考文献

声明

致谢