B、C、Si元素對(duì)四元Fe-Ni基合金的非晶性能的影響研究.pdf

1、軟磁性非晶合金因其優(yōu)異的軟磁性能，在靈敏功能材料領(lǐng)域備受關(guān)注。主要分為四大類：Fe基非晶合金，F(xiàn)e-Ni基非晶合金，Co基非晶合金和Fe基非晶-納米晶合金。Fe-Ni基非晶合金因自身較低飽和磁化強(qiáng)度的影響，應(yīng)用領(lǐng)域較小。結(jié)合前人的研究發(fā)現(xiàn)，添加非金屬元素代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬非晶形成能力元素到非晶體系中，既可以提高非晶形成能力，又對(duì)飽和強(qiáng)化強(qiáng)度沒(méi)有較大影響。本文以Fe-Ni基非晶體系為研究基礎(chǔ)，添加B、C、Si三種非金屬元素，取代傳統(tǒng)金屬添加元素

2、，增大單位質(zhì)量鐵磁性金屬元素的體積分?jǐn)?shù)，旨在發(fā)現(xiàn)一種同時(shí)具備高飽和磁化強(qiáng)度和低矯頑力的非晶體系，并通過(guò)橫向和縱向?qū)Ρ?，探究各非金屬元素?duì)體系非晶形成能力和磁性能的影響。
　　 利用單輥甩帶法制備成分為Fe40Ni40B20-xSix(x=0-20)、Fe40Ni40C20-xSix(x=0-15)和Fe40Ni40C20-xBx(x=4-16)合金條帶樣品，用X射線衍射儀(XRD)、示差掃描量熱儀(DSC)和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VS

3、M)分別測(cè)試條帶樣品的相組成、非晶形成能力和磁性能。XRD結(jié)果表明所制備的Fe40Ni40B20-xSix(x-2，4，5，6，8)、Fe40Ni40C20-xSix(x=2，4，5，6，8)和Fe40Ni40C20-xBx(x=4，6，8，10，12)條帶樣品均為非晶結(jié)構(gòu)。DSC結(jié)果表明，F(xiàn)e40Ni40B14Si6、Fe40Ni40C15Si5和Fe40Ni40B8C12均為同體系合金中非晶形成能力最強(qiáng)的，它們的過(guò)冷液相區(qū)△Tx和約

4、化玻璃轉(zhuǎn)變溫度Trg分別為49K、60K、18K和0.61、0.59、0.52。VSM結(jié)果顯示，所有樣品均呈現(xiàn)室溫軟磁性，其中Fe40Ni40B14Si6、Fe40Ni40C15Si5和Fe40Ni40B8C12均為同體系合金中軟磁性能最好的，它們的飽和磁化強(qiáng)度Bs和矯頑力Hc分別為106.5 Am2/Kg，102.2 Am2/Kg，98.48 Am2/Kg和0.039A/m，0.051 A/m，0.075 A/m。
　　 對(duì)非

5、晶條帶樣品在低于Tg(玻璃轉(zhuǎn)變溫度)、高于Tg和高于Tx(晶化起始溫度)下退火1h處理后的研究顯示，非金屬元素添加Fe-Ni基非晶合金隨退火溫度的升高，析出(Fe，Ni)磁性相，3種組合的非金屬元素在體系中均有助于形成非晶相，通過(guò)橫向?qū)Ρ妊芯堪l(fā)現(xiàn)三種非金屬元素對(duì)軟磁性能起著不同的影響。3種非金屬元素的添加，都可以提高體系的非晶形成能力，任意兩種元素的含量在一定范圍內(nèi)均可以制備成非晶態(tài)合金，元素含量與原子半徑有關(guān)，任意兩種非金屬元素填入體