钴基非晶合金的制备与晶化动力学研究

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本文以Co43Fe20Ta5.5B31.5和(Co43Fe20Ta5.5B31.5)100-xYx合金为研究对象。对Co43Fe20Ta5.5B31.5合金的晶化及其晶化动力学进行研究。以Co43Fe20Ta5.5B31.5合金为基础,添加元素Y,利用单辊甩带法和铜模吹铸法制备(Co43Fe20Ta5.5B31.5)100-xYx(x=0.5,1,1.5,2,2.5,3)非晶薄带和非晶棒材。DSC实验表明,Co43Fe20Ta5.5B31.5非晶合金的DSC曲线上出现两个晶化峰。对合金在Tg附近,929K温度下进行等温退火并分别保温不同时间。实验表明:当保温10min时,从非晶基体中析出细小晶粒。晶粒随着保温时间的延长而增大。当保温55min时,晶粒长大成球状,球状晶粒的直径约为5μm。当保温10分钟时,剩余磁感应强度Br、剩余磁化强度Mr、磁滞损耗和矫顽力Hc几乎为零。随着退火时间的延长,饱和磁感应强度逐渐增大,矫顽力Hc急剧增大。合金在非等温退火后各退火样品随着退火温度的升高,各样品的饱和磁感应强度逐渐增大。矫顽力随着退火温度的升高而增大,当退火温度为1153K时,矫顽力达到最大值416Oe,但是当退火温度为1273K时,矫顽力又急剧降低,只有152 Oe。第二晶化峰在连续加热条件下,随升温速度的加快,非晶合金的特征温度Tp向高温区移动。晶化激活能值的大小与升温速率和所用的方程有很大关系。采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方法,研究了非等温晶化体积百分数x与局域激活能Ec(x)之间的关系;通过Suri(?)ach拟合得出非等温晶化动力学机理是由JMA模型构成的。对合金(Co43Fe20Ta5.5B31.5)100-xYx(x=0.5,1,1.5,2,2.5,3)的研究,结果表明:此合金系全为非晶合金。热分析发现,适量元素Y的添加使晶化起始温度Tx升高,玻璃转变温度Tg略有升高,液相线温度Tl显著降低。其中(Co43Fe20Ta5.5B31.5)97Y3非晶合金的Trg=0.59,ΔTx=93K,γ=0.422,能够制备出直径2mm的棒状试样,该合金的GFA最强。适量元素Y的添加增强了Co43Fe20Ta5.5B31.5合金的非晶形成能力。直径2mm棒状(Co43Fe20Ta5.5B31.5)97Y3块体非晶合金的压缩断裂强度为1852MPa。压缩试样与应力轴平行开裂或撕裂成几个部分,压缩断裂角接近于0°。(Co43Fe20Ta5.5B31.5)97Y3非晶合金的磁滞回线出现较大的环状区域,矫顽力很大,为327A/m。
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