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铁基纳米晶软磁合金因兼具传统软磁材料高的饱和磁感应强度和非晶软磁材料高的磁导率、低的损耗等优点,自问世以来一直是学术界和工业界研究的热点。近年来国内外研究者致力于开发不含价格较昂贵的前过渡族元素(Nb、Zr等)的合金体系,旨在降低铁基纳米晶软磁合金的成本。本文充分利用Fe-P二元合金相图共晶点处组分具有较强的非晶形成能力的特点,首次制备出了Fe83P16Cu1三元非晶合金薄带,并研究了其非晶软磁性能、热力学与晶化动力学特性及退火过程中软磁性能的变化情况。淬态Fe83P16Cu1非晶合金薄带具有低的热力学稳定性,其α-Fe相晶化激活能为238kJ/mol。Fe83P16Cu1非晶合金薄带的退火温度区间较窄,矫顽力的退火温度敏感性较大。Fe83P16Cu1非晶合金薄带在563K保温2min得到晶粒尺寸约为18nm的纳米晶软磁合金,其具有优异的软磁性能(矫顽力Hc=8.7A/m,饱和磁感应强度B8000=1.65T)。为了拓宽Fe83P16Cu1非晶合金的退火温度区间并提高合金的抗氧化能力,本文利用Si元素部分替换合金中的P。适量Si替换P可有效拓宽Fe83P16-xSixCu1合金的晶化退火温度区间,降低Hc的退火温度敏感性,提高退火过程的可控性。但当Si元素的替换量增加到4at.%时,在淬态合金薄带中出现了晶化的α-Fe(200)织构,织构的存在恶化合金的软磁性能。Fe83P13Si3Cu1非晶合金中α-Fe相的晶化激活能为253kJ/mol,在593K保温2min晶化退火得到的铁基纳米晶软磁合金的Hc为7.3A/m、B8000为1.58T。为了进一步降低合金中的P含量,本文尝试利用Si和C联合替换P,并适当调整合金中Fe的含量。研究发现Fe80P9Si3C7Cu1合金具有较强的非晶形成能力和优良的淬态软磁性能。C和Si的联合加入进一步扩大了合金的退火温度区间并增加了非晶合金的晶化激活能。Fe80P9Si3C7Cu1非晶合金在653K等温退火2min得到具有优异软磁性能的纳米晶软磁合金薄带(Hc=5.9A/m,B8000=1.68T)。本文开发出的Fe80P9Si3C7Cu1纳米晶软磁合金不含贵重的前过渡族元素和昂贵的类金属元素B,其原料成本低廉。同时,该铁基纳米晶软磁合金的非晶前驱体的退火温度较传统的铁基非晶软磁合金低,保温时间短,因此,制备过程能耗低。低廉的生产制造成本和优异的软磁性能使得该合金具有潜在的应用价值。