Fe基快淬態(tài)納米晶薄帶的制備與磁性.pdf

1、隨著世界科技的發(fā)展，金屬軟磁材料在世界工業(yè)化和信息化進程中的基礎作用越來越重要，對金屬軟磁材料的開發(fā)利用也逐步深入和廣泛。
　　 上世紀80年代末，日本日立金屬實驗室的吉澤克人(Yoshizawa)等人發(fā)明了鐵基納米晶軟磁材料，他們發(fā)現(xiàn)將少量Cu和Nb加入FcSiB合金中，經(jīng)過退火處理后會形成納米晶軟磁材料。(商品牌號FINEMET)。這種材料已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。日本的Suzuki等人于1990年發(fā)現(xiàn)Fe-M-B(

2、M=Zr,Hf,Nb)系合金具有優(yōu)異的軟磁性能。
　　 隨著世界科技的發(fā)展，功能材料在世界工業(yè)化和信息化進程中的應用越來越廣泛。目前鐵基納米晶Fe-Cu-Nb-Si-B軟磁材料已工業(yè)化生產(chǎn)，廣泛應用于漏電保護裝置的零序互感器，開關電源主功率變換器，高壓隔離脈沖變壓器，特殊電感器，濾波電感元件，弱磁傳感器，BL傳感器模塊，霍爾電流傳感器急速磁芯，中高頻大功率CD型變壓器鐵芯，逆變式電焊機，逆變式等離子切割機，裝甲車用逆變電源，艦艇

3、用直流電源，超聲波粉碎機電源，不停電電源，X光機電源等，應用范圍極其廣泛。2000年我國金屬軟磁材料的產(chǎn)量達到300t，2002年達到600t，目前，我國年產(chǎn)500t納米晶的生產(chǎn)線已經(jīng)建成，產(chǎn)能已躍居世界第三位。
　　 鐵基納米晶Fe-Cu-Nb-Si-B是日本日立金屬公司Yoshizawa發(fā)現(xiàn)的材料。Fe-(Zr,Nb)-B是日本東北大學發(fā)現(xiàn)的。雖然我國目前大量生產(chǎn)納米Fe-Cu-Nb-Si-B材料，但受到日方知識產(chǎn)權專利的限

4、制。對新型金屬軟磁納米晶的研究是急需和緊迫的。目前，對Fe基納米晶軟磁材料的晶化主要是通過后期退火處理工藝達到晶化狀態(tài)。我們通過研究發(fā)現(xiàn)，只需要改變Cu含量和適當調(diào)節(jié)快淬速率，就可以直接制備納米晶軟磁材料而無需后期退火處理工藝。這樣既節(jié)省了能源，又簡化了制備工藝。本論文內(nèi)容具有很強的創(chuàng)新性和實用性。
　　 本論文對以下幾個方面的內(nèi)容進行了研究：
　　 1.用快淬甩帶法，通過改變合金中Cu含量和適當控制快淬速率直接制備了F

5、e78-xSi9B13CUx(X=0，1，2，3，3.5，4)快淬態(tài)納米晶薄帶而無需后期退火處理工藝。由X射線衍射圖發(fā)現(xiàn)薄帶中析出了a-Fe(Si)納米晶粒。薄帶中平均晶粒大小D在20-40hm之間。測量了快淬納米晶薄帶的飽和磁化強度、磁致伸縮系數(shù)、起始磁導率和磁阻抗效應，研究了他們與快淬薄帶中Cu含量變化的關系。并得到了相應的圖譜和規(guī)律。
　　 2.制各了Fe77.5.xSi13.5B9Cux(x=0，1，2.5)快淬薄帶，研

6、究了薄帶的快淬態(tài)納米晶化。分析了該快淬態(tài)薄帶的晶化結構和微結構。由X光射線衍射儀發(fā)現(xiàn)該快淬態(tài)薄帶析出a-Fe(Si)納米晶粒。
　　 3.快淬甩帶法無需后期退火處理直接制備了Fess-xNb6.sB7.7Cux(x=O，l，3)快淬態(tài)納米晶薄帶，由X射線衍射圖發(fā)現(xiàn)薄帶析出了a-Fe納米晶粒，其晶粒大小在13-23nm左右。測量了快淬態(tài)納米晶薄帶在不同外加磁場、驅(qū)動電流頻率下的電阻，電感值，通過計算阻抗變化率，得到了納米晶薄帶的阻