Fe基非晶合金磁合向异性的研究

论文摘要

Fe基非晶合金具有优异的软磁性能和重要的工业应用价值,研究者开发出了一系列具有较大形成能力的软磁Fe基块体非晶合金(BMG)。随着非晶样品尺寸变大,其软磁性能不如相应的非晶条带。目前对于产生这种软磁性能差异的原因还较少有研究。本文通过对试样的磁力显微镜(MFM)对比分析研究,试图揭示软磁性能出现差异的原因。围绕这一目标论文主要进行了以下工作：(1)分别利用熔体旋淬法和铜模铸造法制备Fe36Co36Si4B20Nb4非晶条带和直径为2 mm的杆状非晶合金。对两种样品的软磁性能进行测试,利用MFM对它们的磁力图进行分析。结果表明：非晶条带的软磁性能优于相同成分的杆状样品。非晶条带由于制备过程中冷速较高,磁各向异性较小,磁力图中的磁畴结构较宽,磁畴宽度较大；块体非晶合金由于制备过程中冷速较慢,呈现出一定的磁各向异性,磁畴结构密集,磁畴宽度较小。(2)利用磁力显微镜对直径为5 mm的大尺寸Fe66Co10Mo4P9C4B4Si4杆状非晶从中心到边缘的不同部位进行MFM分析,结果表明：快速凝固过程中,块体非晶合金由于中心部分冷速慢有序化得到发展,从而呈现出了一定的磁各向异性特征,即磁畴呈现为迷宫状,磁畴的宽度较小；样品的边缘部分冷速较快,合金的有序化过程得到了抑制,从而呈现出较小的磁各向异性特征,即磁畴呈现出180°畴壁或者形状不规则的岛状畴壁,磁畴的宽度较大。(3)对Fe66Co10Mo4P9C4B4Si3非晶条带分别在玻璃转变温度Tg、第一晶化峰温度Tp、第一晶化峰结束温度Tedl退火处理,并测试其软磁性能。结果表明：经Tg温度退火的非晶条带软磁性能提高,矫顽力降低,初始有效磁导率μ0提高,随着退火时间的延长,其软磁性能呈下降趋势；在第一晶化峰温度Tpl,退火10分钟,呈现出优良的软磁性能,退火30分钟后,由于晶化相的明显长大,软磁性能恶化；第一晶化峰结束温度Tedl退火时,由于温度较高,非晶获得足够的结晶驱动力,因而晶粒很快长大破坏了非晶的软磁性能,呈现顺磁性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 非晶态合金
• 1.1.1 非晶合金的发展历史
• 1.1.2 块体非晶合金
• 1.2 非晶态合金的结构与性能
• 1.2.1 非晶态合金的结构特征
• 1.2.2 非晶态合金的结构模型
• 1.2.3 非晶态合金的性能
• 1.3 非晶态合金的形成能力及其判据
• rg)'>1.3.1 约化玻璃转变温度(T_rg)
• 1.3.2 深共晶原则
• 1.3.3 过冷液相区宽度
• 1.4 Fe基软磁非晶合金
• 1.4.1 Fe基软磁非晶合金的发展
• 1.4.2 Fe基软磁非晶合金的磁性能及影响因素
• 1.5 非晶态合金的退火处理
• 1.6 各向异性
• 1.7 本文的主要研究内容、目的和技术路线
• 1.7.1 研究内容
• 1.7.2 研究目的
• 1.7.3 技术路线
• 2 实验原理与实验方法
• 2.1 样品的制备
• 2.1.1 母合金的熔炼
• 2.1.2 非晶条带的制备
• 2.1.3 铜模铸造法制备大块非晶合金
• 2.2 真空退火
• 2.3 结构与热稳定性分析
• 2.3.1 XRD分析
• 2.3.2 DSC分析
• 2.4 磁性能测试
• 2.4.1 直流B-H磁滞回线仪
• 2.4.2 阻抗分析仪
• 2.5 MFM分析
• 2.5.1 磁力显微镜
• 2.5.2 相位粗糙度RMS分析
• 36Co₃₆Si₄B₂₀Nb₄条带与块状非晶合金磁各向异性的比较研究'>3 Fe₃₆Co₃₆Si₄B₂₀Nb₄条带与块状非晶合金磁各向异性的比较研究
• 3.1 热稳定性和结构分析
• 3.1.1 DSC分析
• 3.1.2 X射线衍射（XRD）分析
• 3.2 磁性能研究
• 3.2.1 磁性能测试
• 3.2.2 MFM分析
• 3.3 本章小结
• 66Co₁₀Mo₄P₉C₄B₄Si₃块体非晶合金的磁各向异性形成的研究'>4 大尺寸Fe₆₆Co₁₀Mo₄P₉C₄B₄Si₃块体非晶合金的磁各向异性形成的研究
• 4.2 热稳定性分析及结构检测
• 4.2.1 热稳定性分析
• 4.2.2 结构检测
• 4.3 MFM分析
• 4.4 本章小结
• 5 退火对Fe基非晶合金磁各向异性的影响
• 66Co₁₀Mo₄P₄C₄B₄Si₃非晶条带热稳定性分析'>5.1 Fe₆₆Co₁₀Mo₄P₄C₄B₄Si₃非晶条带热稳定性分析
• 66Co₁₀Mo₄P₄C₄B₄Si₃退火后的X射线衍射分析'>5.2 非晶合金Fe₆₆Co₁₀Mo₄P₄C₄B₄Si₃退火后的X射线衍射分析
• 66Co₁₀Mo₄P₄C₄B₄Si₃退火对磁性能的影响'>5.3 非晶合金Fe₆₆Co₁₀Mo₄P₄C₄B₄Si₃退火对磁性能的影响
• 5.3.1 退火样品的B-H磁滞回线测试及分析
• 5.3.2 退火样品的磁导率测试及分析
• 5.4 本章小结
• 6 主要结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及攻读学位期间发表的论文