Co基非晶態(tài)合金的制備與性能研究.pdf

1、近年來，人們成功地發(fā)現(xiàn)了一系列新型鐵磁性非晶合金，這些合金無論是μm尺度還是mm尺度，都有一個(gè)共同特點(diǎn)，即具有大的過冷液相區(qū)(SLR)，同時(shí)兼具良好的軟磁性能，這些非晶合金由于其令人矚目的應(yīng)用前景而備受關(guān)注。Co基非晶合金，不僅具有磁導(dǎo)率高矯頑力低，電阻率高，磁致伸縮系數(shù)接近于零等特點(diǎn)，而且由于非晶態(tài)合金的硬度高，耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，因而具有很大的研究開發(fā)價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。本次研究工作主要是利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡

2、(SEM)、差示掃描量熱計(jì)(DSC)、顯微硬度儀和B-H分析儀等分析檢測(cè)手段，通過研究單輥旋淬法制備出的Co基非晶態(tài)合金的非晶形成能力，熱穩(wěn)定性及其力學(xué)、磁學(xué)性能，為尋找和制備同時(shí)具備強(qiáng)非晶形成能力、大過冷液相區(qū)和優(yōu)異性能的Co基塊體非晶合金提供重要依據(jù)。得到了以下主要結(jié)論： 1)用單輥旋淬工藝制備了完全非晶結(jié)構(gòu)的Co<,45>Fe<,25-x>Zr<,x>Nb<,10>B<,20>(x=0,2,3，4，5,6)合金薄帶。考察了

3、冷卻銅輥線速度對(duì)合金形成非晶的影響。銅輥線速度越大，即產(chǎn)生的冷卻速度越大，合金越易形成非晶態(tài)。 2)研究了Zr元素含量對(duì)Co-Fe-Zr-Nb-B五元系合金的母合金鑄態(tài)組織結(jié)構(gòu)、合金體系的非晶形成能力和熱穩(wěn)定性的影響。其中Zr元素含量為4 at.％時(shí)，合金具有相對(duì)最均勻細(xì)小的鑄態(tài)組織、最強(qiáng)的非晶形成能力和最高的熱穩(wěn)定性，并用熔體微觀結(jié)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制進(jìn)行了討論。 3)研究了Y元素對(duì)Co-Fe-Zr-Nb-B合金的非晶形成能力和

4、熱穩(wěn)定性的影響。同時(shí)與Nd、Pr等稀土元素比較，發(fā)現(xiàn)Y的添加使Co-Fe-Zr-Nb-B合金的非晶形成能力和熱穩(wěn)定性有很大程度的提高。主要原因有Y原子對(duì)氧有很強(qiáng)的親和力，大大減少了氧對(duì)合金非晶形成能力的消極影響；另一方面，Y有很大的原子半徑，它的添加增加了合金原子的錯(cuò)配度，獲得拓?fù)涿芏呀Y(jié)構(gòu)，阻礙原子遷移擴(kuò)散，有利于形成非晶。 4)對(duì)具有很強(qiáng)非晶形成能力和很高熱穩(wěn)定性的(Co<,45>Fe<,21>Zr<,4>Nb<,10>B<,

5、20>)<,96>Y<,4>非晶合金的晶化動(dòng)力學(xué)展開研究，發(fā)現(xiàn)其具有很高的晶化激活能。通過分別采用Kissinger法和Ozawa法對(duì)(Co<,45>Fe<,21>Zr<,4>Nb<,10>B<,20>)<,96>Y<,4>合金的晶化激活能進(jìn)行計(jì)算，得到其晶化激活能值分別為988 kJ/mol和955 kJ/mol。這在之前人們對(duì)Co基或其它基體非晶合金晶化激活能的研究中還鮮見報(bào)道。 5)分析檢測(cè)了不同狀態(tài)下非晶薄帶的顯微硬度