Fe基非晶态合金软磁性能的研究

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近年来,Fe基非晶态合金因为其优异的软磁性能和优良的工业应用价值,科研工作者开发了一系列具有较大玻璃形成能力的Fe基非晶态合金。本文采用具有较大玻璃形成能力的Fe36C036s14B20Nb4成分合金,并自行设计了Fe50Co25Mo4P10C4B4Si3成分合金进行研究。利用改进了的小型感应式真空熔体快淬炉制备非晶条带,研究不同形成条件下非晶条带的软磁性能,并对各形成条件下条带在Tg点以下100℃进行去应力退火处理,研究退火前后非晶条带软磁性能,得出一种制备工艺参数能够制备出优异软磁性能的未退火非晶条带。本论文主要包括以下几个方面:1.在不同制备工艺下得到的非晶条带,利用X射线衍射分析(XRD)验证制备条带为非晶态;利用差示扫描热分析法(DSC)检测得到Fe36Co36S14B20Nb4及Fe50Co25Mo4P10C4B4S13非晶条带具有较宽过冷液相区,△Tx分别为43℃、41℃,热稳定性较好;利用直流B-H磁滞回线仪测试其磁滞回线得到矫顽力Hc大小,阻抗分析仪测试其磁导率曲线得到初始磁导率μ0大小。磁性检测得到Fe36C036S14B20Nb4及Fe50Co25Mo4P10C4B4Si3条带均呈现良好的软磁性能。2.快淬法制备Fe36C036S14B20Nb4非晶条带,旋转铜轮装有冷却水装置,通过控制铜轮通有冷却水与否,会出现条带部分褶皱和条带全无褶皱情况。XRD验证其为非晶态合金,磁性检测得到铜轮通有冷却水条带出现部分褶皱时,条带具有异常优异的软磁性能,矫顽力Hc=1.911A/m,初始磁导率μ0=24796。这是因为铜轮通水冷却速率较未通水时要大,快淬效果极好,软磁性能极其优异。3.快淬法制备Fe50Co25Mo4P10C4B4Si3条带,通过控制旋转铜轮的旋转速率Vs=25m/s,19m/s,得到不同甩带速率的条带,XRD验证其为非晶态合金,磁性检测得到甩带速率越大条带软磁性能越优异。得到VS=25m/s时,非晶条带具有优良的软磁性能,矫顽力Hc=2.178A/m,初始磁导率μ0=5572。4.对Fe36Co36S14B20Nb4各形成条件下的非晶条带在Tg点以下100℃真空封管退火,通过退火态与未退火态软磁性能比较。得到:在条带出现部分褶皱时,条带退火态μ0降低,这是由于无规的自感生各向异性引起,导致退火态试样软磁性能并未提高;在条带全无褶皱时,条带退火态Hc降低、μ0升高,这是因为在Tg点以下100℃退火,条带内部应力得到部分释放,软磁性能提高。5.对Fe5oCo25Mo4P10C4B4Si3各形成条件下的非晶条带在Tg点以下100℃真空封管退火,通过退火态与未退火态软磁性能比较。得到线速度越大退火态软磁性能提高越不明显。这可能是因为线速度越大,快淬熔体在喷射到铜轮表面飞出时,部分熔体来不及冷却到Tg点之下凝固,飞出熔体的温度在Tg~Tx之间,内部应力得到部分释放致使条带软磁性能优异。
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