內圓水紡非晶絲制備技術及其特性研究.pdf

1、內圓水紡非晶絲材雖然在上世紀八十年代就已經問世，但由于制備工藝復雜，影響因素眾多且難以控制，其制備技術并不成熟。本文系統(tǒng)研究了內圓水紡法制備非晶合金絲材的制備技術。探索了各工藝參數(shù)對非晶絲成絲質量的影響。獲得了制備Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>和Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>非晶絲的最佳工藝條件，并制備出這兩種成分的連續(xù)、高質量的非晶絲材

2、，絲材具有光滑的表面和圓的截面。制得的Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>非晶絲的直徑范圍在130μm-150μm，而Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>非晶絲則可以達到100μm-180μm。 采用線材冷拔設備對內圓水紡非晶絲材進行了冷拔處理，將直徑為145μm的Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>非晶絲冷

3、拔至130μm，冷拔后的絲材表面質量和圓度均有明顯改善。 研究了Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>非晶絲材的拉伸斷裂強度σf和拉伸斷裂延伸率δr和顯微維氏硬度Hv。結果表明隨著直徑的增加，Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>非晶絲材的σf和δr均呈上升趨勢。不同直徑的絲材的σf值的范圍在1900-3250MPa，δr值的

4、范圍在1.7-2.3％。冷拔后絲材的σf值沒有明顯變化，均在3250MPa左右，而δr值則由冷拔前的2.3％提高至冷拔后的3.2％，且在冷拔后絲材的拉伸曲線上可以看到明顯的塑性變形區(qū)。測量了Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>和Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>非晶絲的硬度值H<,v0.05>分別為856.2±55.4和968.5±24。

5、重點研究了Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fej<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>非晶絲材的磁性能。 采用小角轉動法(SAMR)測量了兩種成分非晶絲材的飽和磁滯伸縮系數(shù)λs，淬態(tài)的Fe<,73.5>Cu<,1>Nb<,3>Si<,13.5>B<,9>非晶絲材的λs=19.6*10<'-6>，而Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>非晶絲材的λs=1*10<'

6、-1>。研究了真空等溫退火處理對λs的影響。測量結果表明隨著退火溫度的升高λs在365℃時達到最大值3*10<'-1>，隨著退火溫度的進一步升高，λs呈現(xiàn)下降趨勢，在晶化溫度附近的505℃趨進于零。 系統(tǒng)研究了淬態(tài)和經過不同后處理的Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>水紡絲材在不同頻率條件下的GMI效應，發(fā)現(xiàn)100MHz時最大阻抗變化率達到最大值75％，磁場靈敏度為110％/

7、0e。經442℃處理的樣品在50MHz時△Z/Z(％)<,max>達到最大值130％，磁場靈敏度113％。經600mA處理1分鐘的樣品的最大阻抗變化率AZ/Z(％)<,max>在50MHz時達到最大值102％，磁場靈敏度達到169‰/Oe。冷拔處理后最大阻抗變化率△Z/Z(％)<,max>比淬態(tài)略有提高，在20MHz的條件下達到82％，磁場靈敏度明顯下降，磁場響應范圍變大。 系統(tǒng)研究了Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9

8、>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>內圓水紡非晶絲材的大巴氏效應LBJ，研究了低頻(50Hz)和典型使用頻率(1kHz)條件下，樣品直徑和長度，以及等溫退火對其LBJ效應的影響。發(fā)現(xiàn)長度相同(100mm)，直徑不同的Co<,69.9>Si<,12.5>B<,9>Fe<,5>Cr<,3.5>Mo<,0.1>水紡絲材在50Hz和1kHz條件下均表現(xiàn)出明顯的LBJ效應，其磁滯洄線均具有很好的方形比，不同直徑的絲材樣品在磁化過程中產生