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铁基非晶合金作为一种新型材料,通过热处理使其晶化,可制备具有优异软磁性能的非晶纳米晶合金,而强磁场作为一种有效的外场已被证明对物质的扩散过程有显著作用。因此,本文以Fe84B10C6和Fe83B10C6Cu1两个非晶合金作为研究对象,利用强磁场等温退火、差示扫描量热仪(DSC).X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等手段,并结合DSC分析方法,研究强磁场对Fe-B-C-Cu系非晶合金晶化行为的影响。退火后样品的XRD、TEM和DSC分析结果表明:强磁场明显影响了Fe-B-C-Cu系非晶合金的晶化过程,具体表现在:在合适的温度和保温时间下,强磁场促进了α-Fe在非晶基体中的形成。随着退火温度的升高和保温时间的延长,这种促进作用逐渐增强,但继续升高温度或延长时间,a-Fe的体积分数并不会再显著增加。在晶化温度附近保温30分钟,或者在晶化温度以下30℃左右保温60分钟时,强磁场对Fe-B-C-Cu系非晶合金晶化的促进作用最明显,经强磁场退火样品的a-Fe体积分数要显著多于常规退火的样品,而且a-Fe在非晶基体上的分布更均匀,尺寸分布更集中。强磁场虽然同时促进了Fe84B10C6和Fe83B10C6Cu1两个非晶合金中a-Fe的形成,但其机理却有所不同。通过对比强磁场热处理和常规热处理样品的形核数、晶化体积分数、平均晶粒尺寸和晶化相尺寸分布可知,强磁场促进了Fe34B10C6非晶合金中晶化相a-Fe的形核,而对a-Fe的长大过程无明显影响;但是,强磁场不仅促进了Fe83B10C6Cu1非晶合金中a-Fe的形核,还促进了a-Fe的长大。分析认为,可能是加入微量Cu后,由于Cu/Fe之间正的混合焓导致的排斥力使部分Fe形成游离的Fe原子,加之强磁场能加速Fe原子扩散,使游离的Fe原子逐步扩散到临近的a-Fe中,促使晶粒长大。利用变温DSC分析技术研究了强磁场退火后的Fe83B10C6Cu1合金的晶化动力学。结果表明:强磁场退火提高了Fe83B10C6Cu1合金的晶化起始点温度,而晶化终止点温度基本无变化,即强磁场退火导致Fe83B10C6Cu1合金的晶化温度区间变小;通过Kissinger方程得到的磁场热处理后样品的表观晶化激活能要比常规热处理的稍小;强磁场退火后的Fe83B10C6Cu1合金晶化初始阶段的激活能显著降低。通过VSM测量了样品的磁性能,表明随着退火温度的升高和保温时间的延长,Fe-B-C-Cu系非晶合金的软磁性能都出现不同程度的恶化,表现为比饱和磁化强度基本不变或下降少许,但矫顽力逐渐变大,由强磁场引起的晶化分数的增加并没能让合金的软磁性能得到提高。当在晶化温度以上40℃保温30分钟时,样品由于晶化体积分数达到90%以上,所以比饱和磁化强度增大,此时经强磁场处理的样品由于晶化体积分数更高,晶粒尺寸分布更均匀而获得更高的比饱和磁化强度。说明在晶粒尺寸合适、晶化分数达到一定程度时,强磁场处理能够提高合金的软磁性能。利用经典形核理论讨论了强磁场对Fe-B-C-Cu系非晶合金晶化过程的影响,当晶化相的磁导率μ2大于非晶基体的磁导率μ,,即(μ2-μ1)>0时,强磁场促进非晶合金的晶化。因为Fe-B-C-Cu系非晶合金的初始晶化相a-Fe属软磁性相,磁导率大于非晶基体,所以该理论能够很好地解释强磁场对Fe-B-C-Cu系非晶合金晶化的影响。