軟磁性Fe基FeCoNiPCB塊體非晶合金的制備和性能的研究.pdf

1、鐵基塊體非晶合金由于其高強(qiáng)度、優(yōu)異的軟磁性能、良好的耐蝕性以及低成本而受到廣泛關(guān)注。但鐵基非晶合金在室溫下塑性較差，用通常的方法難以進(jìn)行加工和成形，致使它們的應(yīng)用范圍受到了制約。如果利用鐵基非晶合金在其過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)具有的粘性流動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)超塑性變形，可有效解決成形和加工的難題，同時(shí)結(jié)合其優(yōu)異的軟磁性能，可批量化生產(chǎn)微、納米型高性能磁性元器件，具有廣闊的應(yīng)用前景。然而已經(jīng)開發(fā)出鐵基非晶合金并不同時(shí)具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）、大過(guò)冷液相區(qū)

2、間（△Tx）和高非晶形成能力，不適宜進(jìn)行超塑性成形。因此，本論文以軟磁性Fe75P10C10B5（原子百分比）非晶合金為基礎(chǔ)，通過(guò)添加Co、Ni、Mo元素成功研制出具有低Tg、大△Tx、高非晶形成能力和優(yōu)異軟磁性能的適用于超塑性加工的新型鐵基塊體非晶合金，并考察了其磁性能、力學(xué)性能和過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)超塑性變形能力。本論文主要內(nèi)容為:
　　1.鐵磁性元素Co、Ni的添加能夠有效提高Fe-Co-Ni-P-C-B系非晶合金的過(guò)冷液體熱穩(wěn)定性

3、和非晶形成能力，降低Tg。在成分區(qū)間30＜Fe＜50、0＜Co＜35、0＜Ni＜35內(nèi)，F(xiàn)e-Co-Ni-P-C-B系非晶合金具有低的Tg、良好的熱穩(wěn)定性和高的非晶形成能力，其Tg為643～713 K，△Tx為50～60 K，通過(guò)銅模鑄造法均可獲得臨界直徑（dc）超過(guò)1.5 mm的非晶棒。其中Fe40Co20Ni15P10C10B5合金具有最寬的△Tx為60 K，最大的dc為2.5 mm。
　　2.澄清了Fe-Co-Ni-P-C-

4、B系非晶合金過(guò)冷液體熱穩(wěn)定性和形成能力提高的機(jī)理。在Fe75P10C10B5合金中，初晶相為Fe3(P, B)相;而對(duì)于Fe40Co20Ni15P10C10B5合金，初晶相為(Fe，Co，Ni)3(P, B)和(Fe，Co，Ni)3C兩相。兩相同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)析出增大了結(jié)晶阻力，有效抑制了合金的結(jié)晶，從而提高了過(guò)冷液體的熱穩(wěn)定性和非晶形成能力。
　　3.Fe-Co-Ni-P-C-B系非晶合金表現(xiàn)出的優(yōu)異的軟磁特性和力學(xué)性能，其飽和磁化強(qiáng)度

5、（Ts）為0.65 T～1.38 T，矯頑力(Hc)為2.8～5.4 A/m，屈服強(qiáng)度(σc，y)為2846～3340MPa，彈性模量(E)為155～180 GPa。
　　4.Fe-Co-Ni-P-C-B系非晶合金在其過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)具有較低的粘度，最低值為108Pa·s數(shù)量級(jí)。納米壓印實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該系合金在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)微、納米級(jí)的精密成形，表明其良好的超塑性成形加工能力。
　　5.Mo元素添加可以顯著增強(qiáng)Fe-Co-N