鐵基非晶納米復(fù)合材料制備方法研究.pdf

1、非晶合金具有獨(dú)特的原子結(jié)構(gòu)及普通材料所不具備的優(yōu)異性能，自上世紀(jì)60年代問世以來，受到了廣大學(xué)者的青睞。鐵基非晶合金作為非晶合金系中一個(gè)重要分支，由于其優(yōu)異的軟磁性能，現(xiàn)已發(fā)展成為應(yīng)用最為廣泛的一類非晶合金，經(jīng)過研究者們的不斷努力，推動(dòng)著鐵基非晶不斷向前發(fā)展。
　　本文將Fe-(Al，Ga)-BPSiC非晶合金系中的Fe67.5Ni1Al5Ga2P9.65C6.75B4.6Si3Sn0.5非晶合金作為研究對(duì)象，采用不同的晶化溫度對(duì)

2、非晶合金進(jìn)行部分晶化處理獲得的非晶納米晶。結(jié)果表明:隨著晶化溫度的升高提高了非晶合金的結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力，在非晶合金基體上分別析出了 a-Fe，BFe→a-Fe，BFe，F(xiàn)e5SiB2→a-Fe，BFe，B2Fe5P, Fe2C和Fe5B2P晶化相，析出相的結(jié)構(gòu)由簡(jiǎn)單變的更加復(fù)雜;晶化溫度的升高不僅能增加非晶合金的形核率還會(huì)促進(jìn)晶粒的長(zhǎng)大。因此:析出相晶粒尺寸表現(xiàn)為先減小后增大，非晶合金納米晶的晶化面積與晶化溫度呈正相關(guān)。XRD衍射分析顯示，在

3、2θ角40°～45°的位置時(shí)出現(xiàn)一個(gè)較為寬化的衍射峰，經(jīng)分析峰形的寬化除了晶粒尺寸較小之外，還與晶化相相互夾雜有關(guān)。
　　獲得具有優(yōu)異軟磁性能的非晶合金納米晶是研究鐵基非晶合金的重要?jiǎng)恿?，非晶部分晶化后，在非晶基體上析出的磁性相（如a-Fe，BFe）對(duì)非晶合金納米晶的軟磁性能有明顯的影響。通過不同晶化溫度處理獲得的非晶納米合金的Ms、Hc、Mr和Mr/Ms四項(xiàng)磁性能參數(shù)比較表明，隨著晶粒尺寸和晶化面積增加，非晶合金的軟磁性能呈惡化

4、的趨勢(shì)，晶粒尺寸和晶化面積達(dá)到一定時(shí)，非晶納米晶合金甚至表現(xiàn)出硬磁性特征，部分晶化的非晶納米晶合金的結(jié)構(gòu)比非晶態(tài)或晶態(tài)合金更為復(fù)雜，合金內(nèi)部的缺陷和晶界對(duì)磁性能是有害的，但是經(jīng)一定程度的晶化處理，可以獲得優(yōu)異的軟磁性能（如b試樣）。對(duì)經(jīng)過不同預(yù)退火處理的非晶納米晶合金的磁性能分析結(jié)果表明:經(jīng)過不同溫度下預(yù)退火的非晶合金的磁性能服從晶粒尺寸和晶化面積對(duì)該非晶合金納米晶材料磁性能的影響。
　　原子團(tuán)簇的不穩(wěn)定性是非晶合金形成的結(jié)構(gòu)起源

5、，原子團(tuán)簇作為非晶合金結(jié)構(gòu)的最小單元。采用不同的溫度對(duì)非晶合金進(jìn)行低溫退火處理，分析試樣的XRD衍射圖譜，與淬態(tài)試樣相比，其峰形發(fā)生較明顯的變化。說明經(jīng)過低溫退火處理的非晶試樣發(fā)生了結(jié)構(gòu)弛豫，即原子通過擴(kuò)散，不僅改善了非晶合金的缺陷，且能夠促進(jìn)形成更多的原子團(tuán)簇。將經(jīng)過預(yù)退火處理的非晶合金晶化處理后發(fā)現(xiàn)，其晶化相的種類比淬態(tài)多，晶粒尺寸得到明顯的細(xì)化，這從一個(gè)側(cè)面證實(shí)了低溫退火處理改變了非晶合金的原子結(jié)構(gòu)，形成了更多的原子團(tuán)簇，為晶化處

6、理提供了更多的形核核心。
　　本文研究了液氮深冷處理方法對(duì)非晶合金結(jié)構(gòu)的影響，試樣經(jīng)24h、72h和120h深冷處理后，其XRD衍射圖譜與淬態(tài)試樣有明顯的差異，表明經(jīng)過深冷處理的非晶合金內(nèi)部的原子結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，非晶合金在極低的溫度下，為了達(dá)到新的平衡，原子之間的運(yùn)動(dòng)能力被削弱，非晶合金內(nèi)部的缺陷得不到緩解，原子團(tuán)簇中的溶質(zhì)原子可能將發(fā)生脫溶，其非晶合金中的原子團(tuán)簇?cái)?shù)量將減少。將經(jīng)過預(yù)處理的非晶合金進(jìn)行晶化處理，其晶粒的平均晶粒尺