新型鐵基非晶納米晶合金及其組織性能研究.pdf

1、由于以Finemet（Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3）為代表的鐵基非晶納米晶合金具有高磁導(dǎo)率、低矯頑力、低損耗等一系列優(yōu)點(diǎn)，該類型合金已被廣泛應(yīng)用于變壓器、互感器等電力工業(yè)部門之中。為了得到更優(yōu)性能，本文依據(jù)微合金化原理，通過Al與Mo元素對Finemet合金進(jìn)行了元素改性，分別制備了成分為Fe73.5Si13.5B9-xAlxCu1Nb3（x=0,0.5,1,1.5,2原子百分比：at.%）與Fe73.5Si13.5B9Cu

2、1Nb3-xMox（x=0,1,2,3原子百分比：at.%）的鐵基非晶合金條帶，并進(jìn)行了不同退火時間以及不同退火溫度下的真空等溫退火，檢測了退火后得到的納米晶的軟磁性能，并分析了納米晶樣品的微觀結(jié)構(gòu)，建立了納米晶樣品軟磁性能、退火工藝以及微觀結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系。
　　研究結(jié)果表明，添加Al的合金晶化析出峰間的溫度差更大，且含有Al的inemet合金體系中納米晶相成分變?yōu)棣?（Fe，Si，Al），該相具有更低的磁各向異性，起到了提升磁導(dǎo)

3、率、降低矯頑力的作用。測得成分為 Fe73.5Si13.5B8.5Al0.5Cu1Nb3的合金在退火60 min后1 kHz下初始磁導(dǎo)率約為35000，矯頑力小于2 A/m，具有最佳的軟磁性能組合。通過對比相同退火溫度時間樣品的性能，發(fā)現(xiàn)含有Al的樣品軟磁性能普遍優(yōu)于Finemet合金。XRD、TEM微觀結(jié)構(gòu)分析表明，含0.5-1 at%Al的樣品經(jīng)過退火后析出的納米晶尺寸約為10-20 nm，因此，含Al的Finemet改性合金具有優(yōu)

4、良的磁性能。
　　在Finemet合金中以Mo取代Nb后，非晶合金DSC圖像中兩個晶化析出峰之間的溫度差減小。對納米晶樣品的軟磁性能測試結(jié)果表明，Mo替換 Nb總體上導(dǎo)致了樣品軟磁性能的下降。Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb2Mo1和 Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb1Mo2經(jīng)過15分鐘退火后得到的樣品具有較好的性能，而退火時間延長時，二者均發(fā)生磁導(dǎo)率降低、矯頑力升高的現(xiàn)象，而Fe73.5Si13.5B9Cu1Mo3樣

5、品軟磁性能被嚴(yán)重破壞。微結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明，含Mo1-2 at.%的樣品在退火時間延長時晶粒發(fā)生了不同程度的長大，而Finemet合金樣品晶粒尺寸基本不變；含Mo3 at.%的樣品在經(jīng)歷退火之后析出了Fe-B相。以上事實(shí)說明Mo阻礙納米晶生長以及阻止B原子擴(kuò)散的能力弱于Nb。
　　對寬帶材生產(chǎn)技術(shù)的研究表明，生產(chǎn)出具有優(yōu)良質(zhì)量寬帶材的條件是冷卻速度與加熱溫度配合適當(dāng)。通過研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用分級加熱制度，銅輥表面線速度為30 m/s，噴