Fe-Si-B非晶合金恒导磁性能的研究

论文题目: Fe-Si-B非晶合金恒导磁性能的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料学

作者: 姜振春

导师: 支起铮,陈文智

关键词: 铁基非晶,合金晶化,恒导磁特性,磁化曲线

文献来源: 东北大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文对Fe-Si-B非晶合金的恒导磁特性进行了研究。两种铁基非晶合金Fe78Si9B13和Fe80Si9B11均由单辊急冷法制备。研究过程采用了X射线衍射、差热扫描量热法、静态和动态磁性能等实验手段,分析了析出相、冷却方式和预退火等参数对磁性能的影响。 实验表明:两种非晶合金随着退火温度的升高和退火时间的延长晶化量逐渐增多,电感量在逐渐减小,在适当的退火温度经一定的时间退火后,合金呈现出恒导磁特性,这种特性是由于表面晶化后产生体积收缩,对基体产生了沿面内的压应力,在磁弹耦合的作用下,使得基体内磁化矢量转向垂直带面方向,而且此时电感抗直流偏置场的能力增强。另外,冷却速度对两种非晶合金退火后磁性能均有影响,对Fe78Si9B13合金的影响大于Fe80Si9B11合金,电感表现为慢冷相对于快冷方式偏低。 Fe78Si9B13和Fe80Si9B11非晶合金晶化过程基本上是一致的,非晶→α-Fe（Si）相+非晶→FexBy+α-Fe（Si）相+非晶→α-Fe（Si）+Fe2B相,Fe3B相为亚稳相,在高温下分解为α-Fe（Si）和Fe2B晶化相;另外,两种非晶合金晶化过程中α-Fe（Si）相的晶格常数随退火温度的增加（或退火时间的延长）在逐渐减小,溶入α-Fe中的Si原子占据了Fe原子的位置导致了这一结果。但二者也有很大的差异性,首先是晶化温度,由定速升温（20K/min）测量的DSC曲线可以确定:Fe78Si9B13非晶合金初始晶化温度为528℃,而Fe80Si9B11合金的晶化温度为495℃,表明Fe78Si9B13合金具有更大的热稳定性;另外,在两种合金晶化过程中,相对于Fe78Si9B13合金,α-Fe（Si）相在Fe80Si9B11合金中可以在更大的温度区间以单一晶化相存在。 在两种非晶合金晶化过程中,剩磁比、高频损耗以及矫顽力都在发生变化,随退火温度升高或退火时间延长,剩磁比和高频损耗呈现出“V”型变化规律,对于矫顽力而言,呈现出单调上升的变化规律。这与析出相的分布和性质有密不可分的关系。微量α-Fe（Si）的晶化相析出导致磁畴的细化,高频损耗的降低,但矫顽力却在增加。

论文目录:

独创性声明

摘要

ABSTRACT

第一章 前言

1.1 非晶态合金的发展

1.2 非晶态合金的特征及其形成

1.2.1 非晶态合金的特征

1.2.2 非晶的形成能力(GFA)与稳定性

1.2.3 非晶态合金的制备

1.3 非晶态软磁合金的性能特点及分类

1.3.1 非晶态软磁合金的性能特点

1.3.2 非晶软磁材料分为四大类

1.4 Fe-Si-B系非晶合金各元素的作用及其分

1.4.1 Fe-Si-B系非晶合金各元素的作用

1.4.2 Fe-Si-B系非晶合金的分类

1.5 纳米晶软磁材料

1.5.1 新型纳米晶软磁材料FeCuNbSiB的晶化过程

1.5.2 新型纳米晶优越软磁性能的原因

1.6 制备恒导磁材料的几种方法

1.7 恒导磁材料的应用

1.8 对恒导磁材料的要求

1.9 实验目的

第二章 样品的制备及实验方法

2.1 样品的制备及热处理

2.1.1 样品的制备

2.1.2 样品的热处理

2.3 磁性能的测量

2.3.1 静态磁性能的测量

2.3.2 动态磁性能测量

2.3.2.1 基本动态磁参数测量

2.3.2.2 电感测量

2.4 差热扫描量热法DSC

2.5 X-ray衍射试验

2.5.1 X-ray衍射机理及测试设备

2.5.2 X射线衍射实验原理

2.5.3 计算a-Fe(Si)晶格常数

第三章 结果与分析

3.1 两种非晶合金退火后的磁化曲线

3.2 退火后两种非晶合金的电感L

3.3 两种非晶合金的晶化过程

3.3.1 Fe_(78)Si_9B_(13)合金的X-ray衍射谱和a-Fe晶格常数

3.3.1.1 Fe_(78)Si_9B_(13)合金X-ray衍射谱随退火温度的变化

3.3.1.2 Fe_(78)Si_9B_(13)合金X-ray衍射谱随退火时间的变化

3.3.1.3 Fe_(78)Si_9B_(13)合金退火后α-Fe晶格常数

3.3.2 Fe_(80)Si_9B_(11)合金的X-ray衍射谱和a-Fe晶格常数

3.3.2.1 Fe_(80)Si_9B_(11)合金的X-ray衍射谱

3.3.2.2 Fe_(80)Si_9B_(11)合金退火后α-Fe晶格常数变化

3.3.3 Fe_(78)Si_9B_(13)和Fe_(80)Si_9B_(11)合金晶化过程对比

3.3.4 Fe-Si-B系非晶合金的结构模型

3.4 电感与晶化量之间的关系

3.5 两种非晶合金电感L的对比

3.6 定速升温下DSC热分析

3.7 直流偏置场对电感L的影响

3.8 两种非晶合金的剩磁比

3.9 预退火对Fe_(78)Si_9B_(13)合金磁性能的影响

3.9.1 电感与退火方式

3.9.2 400℃预处理试样的电感量和X-ray衍射谱

3.9.3 预退火对电感量的影响

3.9.4 剩磁比Br／B_(800)与退火时间

3.9.5 其他磁性能

3.9.6 热分析

3.9.7 时效实验

第四章 结论

参考文献

致谢

发布时间: 2005-09-07

参考文献

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