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FeCo基非晶合金是一种性能优良、应用前景广泛的软磁材料。FeCo基非晶合金与Fe基非晶、纳米晶合金相比较具备更高的Bs(饱和磁感应强度、)和居里温度。但是与Fe基非晶合金一样,FeCo基非晶合金的非晶形成能力并不高,且其高温稳定性亦有待提高。为了改善其这两方面的性能,以使其适合在较为恶劣的工作环境下使用,本文通过单辊快淬法制备出了Fe-Co-M<,1>-M<,2>-Si-B-X非晶合金,采用DTA、XRD、VSM等分析手段初步探讨了添加不同含量稀土元素Sm的对FeCo基合金的非晶形成能力和非晶热稳定性的影响,并测试分析了其磁性能,而且结合热传导理论和凝固理论,用一维傅立叶热传导方程模拟了单辊甩带过程的热传输过程,探讨了不同凝固时间时样品不同厚度上的温度变化,研究结果表明:
1) 在合金系Fe<,57-x>Co<,18>Nb<,4>Al<,2>Si<,4>8<,15>Sm<,x>中,添加稀土元素Sm(0~3at%)明显提高了该系列合金非晶形成能力。在合金系(Fe<,3>Co)<,80-x>Nb<,4>Al<,2>Si<,4>B<,10>Sm<,x>与合金系Fe<,42.5>Co<,42.5>Nb<,7-x>B<,8>Sm<,x>中,稀土元素Sm的掺杂也具有抑制合金中晶化相长大的作用,使其晶化相晶化析出长大的趋势减弱。
2)具体计算了单辊甩带法制备铁钻基非晶薄带不同厚度处在不同凝固时间下的温度,得到了单辊急冷法制备的60μm厚的铁钴基非晶薄带不同厚度处的冷却曲线,计算出该非晶薄带不同厚度上的平均冷却速度。
3)Fe<,57-x>Co<,18>Nb<,4>Al<,2>Si<,4>B<,15>Sm<,x>合金的非晶晶化行为较复杂,除了在初始晶化温度范围内析出α-(FeCo),相外,中间硼化物相的形成则分为两个阶段完成,即在878 K~943 K之间析出(FeCo)<,2>B相,在943 K~1023 K之间析出B<.6>(FeCo)<,23>相,并且对Fe<,55>Co<,18>Nb<,4>Al<,2>Si<,4>B<,15>Sm<,2>的晶化激活能进行了计算。
4)稀土元素Sm的掺杂可以逐步提高铁钴基非晶的初始晶化温度。随着合金中Sm含量的增加,Fe<,56-x>Co<,18>Nb<,4>Al<,2>Si<,4>B<,15>Sm<,x>非晶合金的初始晶化温度由823 K提高至872 K。
5)Fe<,57-x>Co<,18>Nb<,4>Al<,2>Si<,4>B<,15>Sm<,x>非晶合金具有优良的软磁性能,随着晶化过程的进行,晶化初期合金的软磁性能保持稳定,随着晶化的继续进行,当晶化产物中出现铁硼化合物(FeCo)<,2>B相与B<,6>(FeCo)<,23>相,且α-(FeCo)相不断长大时,其矫顽力开始显著增加,导致软磁性能的恶化。