Fe-基非晶納米晶軟磁合金的微合金調(diào)制對(duì)高頻磁性能影響的研究.pdf

1、鐵基非晶納米晶合金具有優(yōu)異的軟磁性能，低廉的價(jià)格，具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，非晶形成能力較低，兩次晶化溫度區(qū)間過(guò)窄，非晶相居里溫度偏低以及高頻段磁導(dǎo)率衰減過(guò)快，嚴(yán)重限制鐵基非晶合金的廣泛應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)新型具有優(yōu)異軟磁性能的鐵基非晶納米晶材料成為材料學(xué)界研究的熱點(diǎn)，具有重要的應(yīng)用和學(xué)術(shù)意義。
　　本文采用真空非自耗式電弧爐在高純氬的環(huán)境下，以Fe、Si、Cu、Nb、V、Mo和FeB合金制備合金鑄錠，使用單輥甩帶法制備了FeSiBC

2、uNb系非晶合金帶材，并對(duì)帶材進(jìn)行了熱處理，通過(guò)X射線衍射（XRD）、差式掃描量熱儀（DSC）、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)以及軟磁直流測(cè)試儀對(duì)帶材進(jìn)行表征和測(cè)試。通過(guò)微合金化技術(shù)，探討了Si、V、Mo對(duì)FeSiBCuNb合金的非晶形成能力、軟磁性能影響的變化規(guī)律。主要研究及結(jié)論如下：
　　1）在Fe73.5Si(12.5+x)B(11-x)Cu1Nb3（x=0,1,2,3,4）合金帶材中，研究了Si，B比例對(duì)淬態(tài)合金非晶形成能力及熱

3、處理前后軟磁性能的影響，初始階段，隨著Si元素的增加，一級(jí)晶化溫度持續(xù)降低，表明帶材溫度穩(wěn)定性降低，二級(jí)晶化溫度Tx2小幅度降低，導(dǎo)致兩級(jí)晶化溫度差值ΔTx小幅度減小。x=2、3時(shí)，DSC曲線整體向高溫區(qū)移動(dòng)，在兩個(gè)成分中，Si含量較高時(shí)Tx1晶化溫度更低，但二級(jí)晶化溫度Tx2向高溫區(qū)轉(zhuǎn)移，且兩次晶化溫度差值出現(xiàn)最大值，合金帶材在560℃退火可獲得較好軟磁性能：Fe73.5Si15.5B7Cu1Nb3的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)達(dá)到最大值12

4、2.0em/g；1kHz條件下，有效磁導(dǎo)率μe=1×105；200kHz條件下，有效磁導(dǎo)率μe=2.5×104。
　　2）在Fe73.5Si15.5B7Cu1Nb(3-x)Vx（x=0,0.5,1,1.5）合金帶材中，研究了V替代Nb對(duì)淬火態(tài)合金非晶形成能力及軟磁性能的影響，結(jié)果表明：隨著V元素的增加，合金非晶形成能力減弱，x=1.5時(shí)不能形成完全非晶；一級(jí)晶化溫度Tx1和二級(jí)晶化溫度Tx2均向低溫區(qū)偏移，x=1時(shí)，非晶合金具有最

5、寬的二級(jí)晶化溫度區(qū)間。合金帶材經(jīng)過(guò)560℃退火后，隨V元素的增加，飽和磁化強(qiáng)度（Ms）呈現(xiàn)先增加后小幅下降的趨勢(shì)，x=0.5時(shí)，最大飽和磁化強(qiáng)度為132em/g；有效磁導(dǎo)率隨頻率變化衰減速度減小，1kHz條件下，x=0時(shí)，有效磁導(dǎo)率μe=7.5×104最大；200kHz條件下，x=1時(shí)，有效磁導(dǎo)率μe=3.8×104。
　　3）在Fe(73.5-x)Si15.5B7Cu1Nb3Vx（x=0,0.5,1.0,1.5）合金帶材中，研究

6、了V替代Fe對(duì)淬火態(tài)合金非晶形成能力及軟磁性能的影響，結(jié)果表明：隨著V元素的增加，合金非晶形成能力有明顯變化；一級(jí)晶化溫度Tx1和二級(jí)晶化溫度Tx2均向低溫區(qū)偏移，二者差值ΔTx逐漸增加，有利于拓寬合金退火溫度區(qū)間。合金帶材經(jīng)過(guò)560℃退火后，1kHz條件下，x=1時(shí)，最大有效磁導(dǎo)率μe=8.1×104；200kHz條件下，x=0,最大有效磁導(dǎo)率μe=4.0×104。
　　4）在Fe73.5Si15.5B7Cu1Nb(3-x)Mo

7、x（x=0,0.5,1,1.5）合金帶材中，研究了Mo替代Nb對(duì)淬火態(tài)合金非晶形成能力及軟磁性能的影響，結(jié)果表明：隨著Mo元素的增加，合金非晶形成能力減弱，x=0.5時(shí)，已經(jīng)不能形成完全非晶；合金帶材經(jīng)過(guò)560℃退火后，隨著Mo元素含量的添加，合金帶材有效磁導(dǎo)率隨頻率變化衰減顯著變慢，1kHz條件下，x=0時(shí)，最大有效磁導(dǎo)率μe=7.5×104；200kHz條件下，x=0.5時(shí)，最大有效磁導(dǎo)率μe=4.2×104。
　　5）在Fe

8、(73.5-x)Si15.5B7Cu1Nb3Mox（x=0,0.5,1,1.5）合金帶材中，研究了Mo替代Fe對(duì)淬火態(tài)合金非晶形成能力及軟磁性能的影響，結(jié)果表明：隨著Mo元素的增加，合金非晶形成能力沒(méi)有明顯變化，該組成分都能形成完全非晶；x=0、0.5、1時(shí)一級(jí)晶化溫度Tx1和二級(jí)晶化溫度Tx2均向低溫區(qū)偏移，二者差值ΔTx逐漸加大，x=0.5時(shí)，達(dá)到最大值；而x=1.5時(shí)，一級(jí)晶化溫度Tx1和二級(jí)晶化溫度Tx2相比與x=0時(shí)均向高溫區(qū)