Fe-基非晶納米晶軟磁合金的微合金調制對高頻磁性能影響的研究.pdf

1、鐵基非晶納米晶合金具有優(yōu)異的軟磁性能，低廉的價格，具有廣泛的應用前景。然而，非晶形成能力較低，兩次晶化溫度區(qū)間過窄，非晶相居里溫度偏低以及高頻段磁導率衰減過快，嚴重限制鐵基非晶合金的廣泛應用。因此，開發(fā)新型具有優(yōu)異軟磁性能的鐵基非晶納米晶材料成為材料學界研究的熱點，具有重要的應用和學術意義。
　　本文采用真空非自耗式電弧爐在高純氬的環(huán)境下，以Fe、Si、Cu、Nb、V、Mo和FeB合金制備合金鑄錠，使用單輥甩帶法制備了FeSiBC

2、uNb系非晶合金帶材，并對帶材進行了熱處理，通過X射線衍射（XRD）、差式掃描量熱儀（DSC）、振動樣品磁強計(VSM)以及軟磁直流測試儀對帶材進行表征和測試。通過微合金化技術，探討了Si、V、Mo對FeSiBCuNb合金的非晶形成能力、軟磁性能影響的變化規(guī)律。主要研究及結論如下：
　　1）在Fe73.5Si(12.5+x)B(11-x)Cu1Nb3（x=0,1,2,3,4）合金帶材中，研究了Si，B比例對淬態(tài)合金非晶形成能力及熱

3、處理前后軟磁性能的影響，初始階段，隨著Si元素的增加，一級晶化溫度持續(xù)降低，表明帶材溫度穩(wěn)定性降低，二級晶化溫度Tx2小幅度降低，導致兩級晶化溫度差值ΔTx小幅度減小。x=2、3時，DSC曲線整體向高溫區(qū)移動，在兩個成分中，Si含量較高時Tx1晶化溫度更低，但二級晶化溫度Tx2向高溫區(qū)轉移，且兩次晶化溫度差值出現(xiàn)最大值，合金帶材在560℃退火可獲得較好軟磁性能：Fe73.5Si15.5B7Cu1Nb3的飽和磁化強度(Ms)達到最大值12

4、2.0em/g；1kHz條件下，有效磁導率μe=1×105；200kHz條件下，有效磁導率μe=2.5×104。
　　2）在Fe73.5Si15.5B7Cu1Nb(3-x)Vx（x=0,0.5,1,1.5）合金帶材中，研究了V替代Nb對淬火態(tài)合金非晶形成能力及軟磁性能的影響，結果表明：隨著V元素的增加，合金非晶形成能力減弱，x=1.5時不能形成完全非晶；一級晶化溫度Tx1和二級晶化溫度Tx2均向低溫區(qū)偏移，x=1時，非晶合金具有最

5、寬的二級晶化溫度區(qū)間。合金帶材經過560℃退火后，隨V元素的增加，飽和磁化強度（Ms）呈現(xiàn)先增加后小幅下降的趨勢，x=0.5時，最大飽和磁化強度為132em/g；有效磁導率隨頻率變化衰減速度減小，1kHz條件下，x=0時，有效磁導率μe=7.5×104最大；200kHz條件下，x=1時，有效磁導率μe=3.8×104。
　　3）在Fe(73.5-x)Si15.5B7Cu1Nb3Vx（x=0,0.5,1.0,1.5）合金帶材中，研究

6、了V替代Fe對淬火態(tài)合金非晶形成能力及軟磁性能的影響，結果表明：隨著V元素的增加，合金非晶形成能力有明顯變化；一級晶化溫度Tx1和二級晶化溫度Tx2均向低溫區(qū)偏移，二者差值ΔTx逐漸增加，有利于拓寬合金退火溫度區(qū)間。合金帶材經過560℃退火后，1kHz條件下，x=1時，最大有效磁導率μe=8.1×104；200kHz條件下，x=0,最大有效磁導率μe=4.0×104。
　　4）在Fe73.5Si15.5B7Cu1Nb(3-x)Mo

7、x（x=0,0.5,1,1.5）合金帶材中，研究了Mo替代Nb對淬火態(tài)合金非晶形成能力及軟磁性能的影響，結果表明：隨著Mo元素的增加，合金非晶形成能力減弱，x=0.5時，已經不能形成完全非晶；合金帶材經過560℃退火后，隨著Mo元素含量的添加，合金帶材有效磁導率隨頻率變化衰減顯著變慢，1kHz條件下，x=0時，最大有效磁導率μe=7.5×104；200kHz條件下，x=0.5時，最大有效磁導率μe=4.2×104。
　　5）在Fe

8、(73.5-x)Si15.5B7Cu1Nb3Mox（x=0,0.5,1,1.5）合金帶材中，研究了Mo替代Fe對淬火態(tài)合金非晶形成能力及軟磁性能的影響，結果表明：隨著Mo元素的增加，合金非晶形成能力沒有明顯變化，該組成分都能形成完全非晶；x=0、0.5、1時一級晶化溫度Tx1和二級晶化溫度Tx2均向低溫區(qū)偏移，二者差值ΔTx逐漸加大，x=0.5時，達到最大值；而x=1.5時，一級晶化溫度Tx1和二級晶化溫度Tx2相比與x=0時均向高溫區(qū)