磁脉冲叠加真空退火对HITPERM纳米合金软磁性能的影响

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在Fe基非晶合金中添加Co元素,可以显著地提高合金热稳定性;Cu、B、Zr元素的可以用来优化纳米晶合金的软磁性能。本实验采用低温磁致纳米晶化,有效地抑制了材料的脆化,提高材料的使用范围。本文选用(Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1、(Fe1-xCox)86Zr7B6Cu1、(Fe1-xCox)86Hf7B7非晶带合金作为实验样品。制备流程为:由前期研究的结果决定x=0.4,冷却速度为49m/s;然后采用真空电弧冶炼炉制得母合金;最后采用熔体单辊急冷法制备出实验所需的合金条带,条带厚度约20μm,宽度约为1.5mm。采用X射线衍射分析、透射电镜、穆斯堡尔谱等方法对所制备的合金薄带进行了分析检测,淬态合金条带的X射线衍射花样表现为漫散的“馒头”峰,具有明显的非晶结构的特点;合金条带的透射电镜衍射环表现为宽化的漫散环状结构,且基体形貌衬度均匀;合金条带穆斯堡尔谱线为不对称的展宽的六线谱,且第2、5峰峰高明显大于第1、6峰峰高,具有明显的非晶态特征。通过上述方法综合分析表明,实验所喷射的淬态合金薄带具有完全非晶的结构特点。同时通过穆斯堡尔谱检测结果分析了Hf、Zr、B、Cu、FeB元素对所制备的淬态非晶合金的影响。对非晶薄带进行中频磁脉冲处理,脉冲磁场参数为:脉冲频率1500Hz、2000Hz,脉冲场强2000e、2500e、处理时间20min。然后采用透射电镜(TEM)、穆斯堡尔谱(MS)检测磁脉冲处理后(Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1、(Fe1-xCox)86Zr7B6Cu1、(Fe1-xCox)86Hf7B7(x=0.4)合金的结构变化及化学元素对主要的穆斯堡尔参数即晶化体积分数ψ、晶相超精细场Hc、平均超精细场Hm等的影响。研究表明,经中频磁场脉冲处理的非晶合金发生了晶化,生成了纳米晶合金,并表明晶化体积分数ψ随着脉冲频率f,磁场强度H的变大而变大,且化学元素Hf、Zr、B、Cu及原子团FeB对合金内场分布及其主要的穆斯堡尔参数即晶化体积分数ψ、晶相超精细场Hc、平均超精细场Hm均有一定的影响。最后选取在磁脉冲条件为f=2000Hz、H=250oe、t=20min下的非晶纳米晶样品(Fe1-xCox)86Hf7B6Cul (x=0.4)进行低温真空退火处理,采用VSM对原始淬态非晶合金、磁脉冲处理及低温真空退火处理后的非晶纳米晶合金样品(Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1(x=0.4)的软磁性能进行测量发现,经磁脉冲处理及退火处理后样品的软磁性能均有一定的优化,且在退火条件为T=100℃、t=30min时,合金的软磁性能最好(矫顽力为34A/m,饱和磁化强度为149.32emu/g)。
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