新型鐵基非晶納米晶合金及其組織性能研究

1、碩士學位論文新型鐵基非晶納米晶合金及其組織性能研究新型鐵基非晶納米晶合金及其組織性能研究TheResearchoftheMicrostructurePropertiesofNovelFebasedAmphousNanocrystallizedAlloys作者姓名：姜德輝學科、專業(yè)：材料加工工程學號：21405044指導教師：張興國（教授）完成日期：2017.05大連理工大學DalianUniversityofTechnology萬方數(shù)據(jù)

2、大連理工大學碩士學位論文I摘要由于以Finemet（Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3）為代表的鐵基非晶納米晶合金具有高磁導率、低矯頑力、低損耗等一系列優(yōu)點，該類型合金已被廣泛應用于變壓器、互感器等電力工業(yè)部門之中。為了得到更優(yōu)性能，本文依據(jù)微合金化原理，通過Al與Mo元素對Finemet合金進行了元素改性，分別制備了成分為Fe73.5Si13.5B9xAlxCu1Nb3（x=00.511.52原子百分比：at.%）與Fe73.5

3、Si13.5B9Cu1Nb3xMox（x=0123原子百分比：at.%）的鐵基非晶合金條帶，并進行了不同退火時間以及不同退火溫度下的真空等溫退火，檢測了退火后得到的納米晶的軟磁性能，并分析了納米晶樣品的微觀結構，建立了納米晶樣品軟磁性能、退火工藝以及微觀結構之間的聯(lián)系。研究結果表明，添加Al的合金晶化析出峰間的溫度差更大，且含有Al的inemet合金體系中納米晶相成分變?yōu)棣粒‵e，Si，Al），該相具有更低的磁各向異性，起到了提升磁導率

4、、降低矯頑力的作用。測得成分為Fe73.5Si13.5B8.5Al0.5Cu1Nb3的合金在退火60min后1kHz下初始磁導率約為35000，矯頑力小于2Am，具有最佳的軟磁性能組合。通過對比相同退火溫度時間樣品的性能，發(fā)現(xiàn)含有Al的樣品軟磁性能普遍優(yōu)于Finemet合金。XRD、TEM微觀結構分析表明，含0.51at%Al的樣品經(jīng)過退火后析出的納米晶尺寸約為1020nm，因此，含Al的Finemet改性合金具有優(yōu)良的磁性能。在Fin

5、emet合金中以Mo取代Nb后，非晶合金DSC圖像中兩個晶化析出峰之間的溫度差減小。對納米晶樣品的軟磁性能測試結果表明，Mo替換Nb總體上導致了樣品軟磁性能的下降。Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb2Mo1和Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb1Mo2經(jīng)過15分鐘退火后得到的樣品具有較好的性能，而退火時間延長時，二者均發(fā)生磁導率降低、矯頑力升高的現(xiàn)象，而Fe73.5Si13.5B9Cu1Mo3樣品軟磁性能被嚴重破壞。微結構分析結果

6、表明，含Mo12at.%的樣品在退火時間延長時晶粒發(fā)生了不同程度的長大，而Finemet合金樣品晶粒尺寸基本不變；含Mo3at.%的樣品在經(jīng)歷退火之后析出了FeB相。以上事實說明Mo阻礙納米晶生長以及阻止B原子擴散的能力弱于Nb。對寬帶材生產(chǎn)技術的研究表明，生產(chǎn)出具有優(yōu)良質(zhì)量寬帶材的條件是冷卻速度與加熱溫度配合適當。通過研究發(fā)現(xiàn)，當采用分級加熱制度，銅輥表面線速度為30ms，噴嘴高度0.5mm時，可生產(chǎn)出質(zhì)量良好的非晶合金寬帶材。關鍵詞