摻雜FINEMET系非晶納米晶軟磁合金的組織與性能研究.pdf

1、Finemet系非晶納米晶軟磁材料由于具有優(yōu)異的軟磁性能，目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到電源變壓器、電感材料以及精密電流互感器等領(lǐng)域。對Finemet系合金材料的成分及元素?fù)诫s的研究，目前也取得了一些進(jìn)展。如何獲得更加優(yōu)異的軟磁性能，例如較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值和較低的矯頑力值，并且保證材料具有更好的力學(xué)性能，這些都有待于進(jìn)一步研究。本文就Finemet系合金材料中元素的組分改變以及元素?fù)诫s對其磁性能和力學(xué)性能的影響做了研究:
　　 (1)

2、研究了Fe74.29-xCuxNb2.9Si13.5689.25(x=0.8-1.1)系合金帶材中的組成元素Cu的不同添加量對合金軟磁性能的熱穩(wěn)定性，軟磁性能和力學(xué)性能的影響，結(jié)果顯示:當(dāng)銅元素的含量為0.9at.％時，合金材料的納米晶晶粒在所有合金中取得最小值，為15nm.此時的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度值為1.26T，有效磁導(dǎo)率為120800，此時的損耗值也為最小值，同時硬度達(dá)到最高值778Hv,彎曲塑性此時也達(dá)到最高值。
　　 (2)

3、分析了Fe73.37-xCu0.92NbxSi13.56B9.24(x=2.6，2.7，2.8，2.9 at.％)合金帶材中Nb元素的添加量對合金帶材磁性能及力學(xué)性能的影響。通過微觀結(jié)構(gòu)、密度、磁性能以及力學(xué)性能分析，得出如下結(jié)論:當(dāng)Nb的添加量為2.9at.％時，退火合金帶材的初始磁導(dǎo)率為127000，矯頑力為0.0088oe，且此時的損耗值在各個頻率時都是最低水平;當(dāng)Nb元素含量為2.8at.％時，合金材料的密度6.97g/cm3為

4、最大值，而且此時的力學(xué)性能在同類合金中最好。
　　 (3)在Finemet系五元合金的基礎(chǔ)上，利用單輥旋淬法制備出了精密電流互感器用合金帶材Fe-Cu-Nb-Mo-Si-B合金帶材。測試不同溫度下的初始磁導(dǎo)率確定了帶材的優(yōu)化熱處理溫度，結(jié)果顯示最佳熱處理溫度隨著Mo含量的添加而下降;同時研究了鉬元素的不同摻雜量對Finemet系合金軟磁材料性能和力學(xué)性能影響的變化規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)Mo摻雜量為2at.％時，合金帶材直流性能最好;

5、當(dāng)Mo的摻雜量為1at.％時，合金帶材的交流損耗取得最小值，說明此時合金帶材具有最佳的交流磁性能，且此時的硬度值達(dá)到785Hv的最高值。
　　 (4)通過摻雜V元素，利用單輥旋淬法制備出了Fe-Cu-Nb-V-Si-B合金帶材，討論了釩元素的不同摻雜量對共模電感用Finemet系合金軟磁材料性能的影響變化的影響。結(jié)果表明:當(dāng)V元素的摻雜量為1at.％時，合金帶材的直流磁性能和交流磁性能最佳，此時帶材的硬度和塑性彎曲能力也最強(qiáng)，分

6、別達(dá)到785Hv和0.100的最高值。
　　 (5)系統(tǒng)研究了微量稀土元素Ce的摻雜對Finemet系合金帶材的組織結(jié)構(gòu)、軟磁性能和力學(xué)性能的影響規(guī)律。并利用高分辨透射電鏡分析了退火后合金體系內(nèi)部的晶粒分布及晶粒大小，并對帶材的顯微韋氏顯微硬度和塑性彎曲性能進(jìn)行了測試，討論了稀土元素Ce的添加量對退火后非晶納米晶帶材磁性能和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)稀土元素的含量為0.4at.％時，合金帶材的熱穩(wěn)定區(qū)間AT達(dá)到176℃的最大值