铁基纳米晶软磁合金的制备与性能的研究

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铁基纳米晶软磁合金因具有高的饱和磁化强度、高的磁导率、低的铁损耗以及低廉的成本而成为目前的研究热点。为了得到大块纳米晶软磁合金和兼有高饱和磁化强度和大电阻率的纳米晶条带,本文研究了Fe74A14Ga2P1284Si4块体纳米晶和Fe86813Cul纳米晶条带的制备及软磁性能。采用铜模铸造法制备出Fe74A14Ga2P1284Si4块体非晶合金,通过等温退火得到Fe74A14Ga2P1284Si4块体纳米晶合金。利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究了FE74A14Ga2P1284Si4块体非晶合金的玻璃形成能力和Fe74A14Ga2P1284Si4块体纳米晶的软磁性能。实验结果表明:FE74A14Ga2P1284Si4块体非晶合金具有良好的热稳定性和较大的玻璃形成能力。Fe74A14Ga2P1284Si4合金在520℃等温退火后析出a-Fe相,晶粒尺寸为15.9 nm;而在550℃等温退火后析出α-Fe相、少量的A103Si0.7Fe3和Fe3B相,α-Fe相的晶粒尺寸增大为17.4nm.Fe74Al4Ga2P1284Si4块体非晶合金的纳米晶化对饱和磁化强度没显著的影响,但会显著降低软磁材料的矫顽力。采用单辊旋淬法制备了Fe86B13Cu1非晶条带,通过热等静压退火处理得到Fe86B13Cu1纳米晶条带。实验结果表明:热等静压能改变Fe86B13Cu1纳米晶条带的组织结构,改善Fe86B13Cu1纳米晶条带的软磁性能。当热等静压的压力从常压增加到200MPa时,Fe86B13Cu1纳米晶条带的矫顽力从3489 A/m减小到11 A/m,而试样的饱和磁化强度随着压力的增加先增加后减小。当压力为150 MPa时,Fe86B13Cu1纳米晶条带具有最佳的软磁性能,其电阻率、饱和磁化强度、矫顽力、初始磁导率和驰豫频率分别为183μΩ·cm.1.94 T.12 A/m.9.2×104和口4.9×104Hz。
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