新型纳米晶Fe_(69.4)Cu_(0.6)Cr_(3.2)V_(0.8)Si_(14)B_(12)软磁合金的研究

早期开发的Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Fe_(73.5)Cu_(1.2)Nb_(3.2)Si_(12.5)B_(10)纳米晶合金显示出优良综合磁性能,但含有昂贵的Nb,原始制备的非晶带也比较脆.我们用便宜得多的Cr和V代替Nb制成Fe_(69.4)4Cu_(0.6)Cr_(3.2)V_(0.8)Si_(14)B_(12)纳米晶合金,它的原始制备非晶带有相当好的延性,可对折而不脆断,并具有优良的综合磁性能,有潜在的应用价值.本文扼要报道部分研究结果.1 合金的制备和实验     

Fe_(78)B_(13)Si_9非晶合金纳米晶化的新方法

Gleiter及其合作者首先用气体冷凝法合成了纳米晶材料.最近卢柯等人又发展了从非晶态合金制备纳米材料的晶化法.由于纳米晶材料中的高密度的界面组元具有既无长程序又无短程序的类气态结构,可以预期这种新材料会有不同于晶态或非晶态材料的许多优越性能.因而,近年来纳米晶材料的制备及其结构与性能的研究引起了人们的极大兴趣.本文报道制备纳米晶材料的一种新方法,即由非晶态合金经高密度脉冲电流处理使之晶化为纳米材料的方法.与上述的晶化法相比,这种方法不需高温退火处理,而是通过调整脉冲电流参数来控制晶体的成核与长大以形成纳米晶.且由脉冲电流的焦耳热所产生的试样温升远低于非晶合金的晶化温度.     

研究Cu,Nb对Fe-Si-B非晶合金晶化形成纳米微晶合金的作用

用非晶合金晶化法已制备出多种成分的纳米微晶合金,其典型成分为Fe-M′一M″-Si-B,这里 M′代表 Cu,M″代表 Nb,Mo,V,Hf,Ta 等元素.M′,M″为纳米结构形成元素.由于这种微晶合金具有优异的综合软磁特性,已成为新一代软磁合金.目前在纳米微晶合金的制备工艺及磁学研究等方面已取很大进展,但对纳米结构形成元素的行为尚不够清楚.本文试图用 DTA(或 DSC)方法研究添加元素 Cu,Nb 对 Fe-Si-B 非晶合金化过程中晶化激     

压力对亚稳Fe3B相热稳定性的影响

压力对亚稳材料热稳性的影响及其机制的研究一直是高压和亚稳材料研究中的重要内容之一.在过去的十几年中,人们主要研究了压力对非晶亚稳材料热稳性的影响,但对晶体亚稳材料热稳性方面的研究报道却很少.许多研究结果表明,压力对非晶热稳性的影响与材料的性质和转变模式密切相关,影响程度由压力对扩散速率的抑制和对形核的促进作用所决定,它使非晶亚稳材料的热稳性或是增强,或是减弱.然而,在研究高压下(Fe_(0.99),Mo_(0.01))_(78)Si_9B_(13)(FMSB)合金的晶化,制备纳米软磁材料的过程中,我们发现压力对亚稳Fe_3B晶体热稳性的影响与非晶有所不同,与它所受的压力有关,表现为先随压力的增加而增加,后随压力的增加而减小.本文从热力学的角度对这一实验现象的规律和机制进行了研究. 在氩气保护气氛下,利用急冷甩带的方法制备出 30 μm厚的非晶 FMSB条带,并剪成直径为 5 mm的样品放在氮化硼(BN)坩埚中,坩埚镶嵌在石墨加热管中.利用 Bridgmann压机对样品加压,利用电流通过石墨管产生的焦耳热对样品进行热处理.压力通过测量油压与Bi,Ba相变压力的关系标定,温度的测量和控制由镍铬-镍铝热电偶和可编程序温控仪完成.利用X射线衍射仪(XRD)对样品的微观结构进行分析.     

含CuZr相Zr_(49)Cu_(44)Al_7块体非晶合金复合材料高压下的稳定结构

制备了含CuZr纳米相的三元Zr49Cu44Al7块体非晶合金复合材料,该材料具有1.6%的弹性变形和1.78GPa的抗压强度,利用角散射同步辐射研究了该三元块体非晶合金复合材料高压下的结构变化.结果表明,室温下非晶合金基体直至40.8GPa仍保持稳定的非晶结构,没有压力诱发CuZr纳米相的消失或长大.根据Bridgman状态方程获得了该复合材料体弹模量B0为115.2GPa.     

Cu_(83.3-x)Ni_xP_(16.7)非晶合金的重熔平衡相

快速凝固所赋予cu-P基非晶态合金的优良韧性及化学成分均匀性使得其具备作中温钎料的潜力,从而引起广泛注意。在近期工作中,我们对cu-Ni-P三元合金的非晶形成能力,形成区域及热稳定性作了初步的探讨。同时,人们对处于介稳态的cu-Ni-P非晶合金在向热力学稳定态转变的晶化过程中所呈现出复杂的晶化相及晶化特征作了相应的研究。然而,作为一种焊接工程材料,其重熔后焊接状态的平衡相类型及其含量将对钎料的焊接性能以及焊接组织的力学和物理性能产生重要的影响。但迄今这方面尚缺乏必要的工作。本文在     

小角X射线散射确定非晶合金中结晶粒子的粒度分布

近年来一些学者应用小角X射线散射技术(SAXS)研究了非晶合金的晶化和结构弛豫过程,但至今未见确定结晶粒子粒度分布的报道,确定非晶合金晶化过程中结晶粒子的粒度分布将有利于了解结晶粒子的长大过程,本文在文献[5]的基础上,将Cu_(73)Sn_6Ni_6P_(15)非晶合金经过473K不同时间的时效处理后,对结晶粒子粒度分布的改变,进行了小角X射线散射的研究。     

高压加热过程中Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5)块状非晶合金中的非晶-晶化-非晶相转变

众所周知,非晶合金的晶化是指由非晶态到结晶态的转变,在加热过程中这种转变是不可逆的．在研究高压下Ｚｒ４１．２Ｔｉ１３．８Ｃｕ１２．５Ｎｉ１０Ｂｅ２２．５块状非晶合金晶化过程时,发现该非晶合金在加热的某一阶段出现了晶态到非晶态的逆转变．这种反常现象可能是由于在高压退火过程中形成了吉氏自由能高于非晶态的过饱和固溶体相．     

块状Cu-Ti纳米晶合金的直接形成——高压下从高温固相淬火

纳米晶材料的研究是目前材料研究的热点课题.目前,纳米晶的形成主要有两种方法,1.气相冷凝法;2.非晶晶化法.气体冷凝法是由蒸气冷凝先制得纳米晶粒,然后再压实而成块,纳米晶粒表面易污染,压后的界面很难达到很好的结合;而且压的块不致密,不利于纳米晶粒的研究和应用,非晶晶化法虽说可以解决上面的问题,但是也有不利的一面;它必须要先制成非晶,然后再对其处理晶化形成纳米晶,这样就决定了这些纳米晶体系必须首先能形成非晶,否则也不可能形成纳米晶.其次,非晶样品目前最多只能是二维大尺寸的非晶薄带,因而其处理后产生的样品也只能是纳米晶的薄带.     

高压加热过程中Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金中的非晶—晶化—非晶相转变

众所周知,非晶合金的晶化是指由非晶态到结晶的转变,在加热过程中这种转变是不可逆的。在研究高压下Nr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金晶化过程时,发现该非晶合金在加热的某一阶段出现了晶态到非晶态的逆转变。这种反常现象可能是由于在高压退火过程中形成了吉氏自由能高于非晶态的过饱和固溶体相。     

由非晶晶化带备的纳米晶Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9表面的扫描隧道显微镜研究

非晶态Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9合金在晶化温度以上退火,可以形成由直径10—20nm、具有体心立方结构的Fe(Si)固溶体微晶及4—5个原子层厚的晶界非晶相组成的纳米微晶合金.与非晶态合金相比,具有饱和磁感强度高、矫顽力低、高频损耗低等优点,是一种综合性能极佳的新型软磁材料.     

含微量过渡元素的铁基纳米晶合金性能的研究

近年来,具有纳米级晶粒尺寸的多晶材料的研究引起了人们极大的兴趣。很重要的原因是晶界已成为该材料中一项不可乎略的组元。这些材料中大量晶界的存在导致许多与微结构特性有关的性能发生变化,如反常Hall-Petch关系的发现。Lu等提出了利用非晶晶化法制备大块纳米晶合金,即通过控制热处理工艺使非晶条带、丝或粉晶化成具有一定晶粒尺寸的纳米晶材料,为直接生产大块纳米晶合金提供了可能性。本文利用该方法成功地制备了晶粒尺寸在15-250nm范围内的Fe-TM-Si-B(TM-Cu,Mo)多晶合金,并研究了显微硬度     

Zr-Ti系高熵非晶合金研究进展

高熵非晶合金是指由5种及5种以上元素(近)等原子比组成,符合无序致密堆积的结构特点,且在非晶形成过程中满足热力学、动力学及结构条件的合金.高熵非晶合金兼具高熵合金的成分特征和非晶合金的结构特征,具有优异的综合性能,有作为结构功能材料的潜力.本文以Zr-Ti系高熵非晶合金为例阐述其发展现状,首先总结高熵非晶合金的成分设计思路和晶化行为,然后介绍高熵非晶合金的力学、耐磨、耐腐蚀、热氧化、热塑性成形等性能,最后展望高熵非晶合金的发展前景与前沿研究方向.     

非晶合金热塑性成形过程中的氧化

非晶合金由于具有高强度、耐腐蚀、抗磨损以及热态下良好的超塑性成形能力等优势,在工程技术领域具有广阔的应用前景。非晶合金热塑性成形工艺充分利用非晶合金在热态下的超塑性成形能力,是加工制造非晶合金零件的重要途径,但是非晶合金在热态下的氧化会显著影响非晶合金热塑性成形工艺的产品质量和生产成本。针对非晶合金在过冷液相区的氧化行为开展的研究发现：非晶合金的晶化会导致其氧化机制的转变;随着氧化程度的增加,氧化层内会形成多个亚层结构;粗糙表面能够显著促进非晶合金的氧化;在一定程度上,压应力能够抑制非晶合金氧化,而拉应力则能促进其氧化;氧化能够提高非晶合金的表面硬度,并改善其耐腐蚀能力。     

Ce基大块非晶合金在纳米压人过程中的变形行为

利用纳米压入技术研究了Ce基大块非晶合金的变形行为,以及加载速率对塑性变形行为的影响规律.结果表明,Ce基大块非晶合金在纳米压入过程中表现出的变形行为与其他体系大块非晶有显著差别.Ce60Al15Cu10Ni15合金在低加载速率下为连续的塑性变形,在高加载速率下表现出显著的锯齿流变特征;而Ce65Al10Cu10Ni10Nb5合金,在所研究的加载速率范围内均为连续的塑性变形．但是,这两种合金都出现了室温蠕变现象．另外,探讨了Ce基大块非晶合金的反常塑性变形行为的产生机理．     

超细Ni-B非晶态合金的退火晶化及其催化性能

采用Ｘ射线吸收精细结构（ＸＡＦＳ）、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、差热分析（ＤＴＡ）３种方法研究化学还原法制备的ＮｉＢ超细非超细非晶态合金在退火过程中的结构变化及结构与催化性能的关系。ＸＥＤ和ＸＡＦＳ结果表明,ＮｉＢ超细非晶态合金的退火晶化过程分两步进行,在３２５℃的退火温度下,ＮｉＢ超细非晶态合金晶化生成纳米晶Ｎｉ３Ｂ亚稳物相;在３８０℃或更高的退火温度下。绝大部分Ｎｉ３Ｂ进一步晶化分解生成金属Ｎｉ物相     

新型纳米晶Fe_(70.5)(CuCrV)_(9.5)Si_(12)B_8软磁合金

已报道的纳米晶软磁合金Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Fe_(73.1)Cu_(1.2)Nb_(12.5)Si_(12.5)B_(10)显示出优良的综合软磁性能,特别是在宽频率范围内良好的磁导率频散特性和低的高频铁损可与钴基非晶合金相比,但明显优于高镍超坡莫合金和功率Mn-Zn铁氧体。但是,这两种典型的Fe-Cu-Nb-Si-B合金都含有较昂贵的铌,而且制带较困难。所以,用比铌便宜得多的元素代替铌制成     

铁基纳米晶合金的界面缺陷结构及力学性能

正电子寿命谱结果表明,在由非晶晶化法制备的大块纳米晶(晶粒尺寸为1—100nm)合金的界面处存在两类缺陷:自由体积型缺陷和纳米空洞.前者尺寸小于一个单空位,后者约为几个单空位大小,且通常位于几个晶界的交叉点处.两者相比,自由体积型缺陷是一种浅的捕获势,但其数量可占90%以上.值得注意的是随着晶粒的粗化,纳米空洞的尺寸和浓度将发生显著的变化.因此可以想象这种类型的缺陷将对纳米晶材料的界面结构及性能产生极大的影响.目前有关这方面工作的报道很少.     

热处理对非晶态R_2Fe_(23)B_3(R=Y,Pr)合金的相结构和磁性的影响

自从高磁能积Nd_2Fe_(14)B材料被发现以来,非晶态Nd-Fe-B合金的磁性和晶化已有许多的研究。利用快淬方法制备的非晶态材料,在高于其晶化温度退火时,往往会形成亚稳相,然后在更高的温度转变成稳定相。Buschow等研究了富Fe的非晶态Nd-Fe-B合金的晶化行为,发现了Nd_2Fe_(23)B_3和NdFe(12)B_6两个新的亚稳相。Nagayama等也作过类似研究。最     

纳米晶Fe_(72.7)Cu_(0.8)Nb_2V_2Si_(13.5)B_9合金的高频磁性和超顺磁性行为

典型的Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9和Fe_(73.1)Cu_(1.2)Nb_(3.2)Si_(12.5)B_(10)合金含有较贵的Nb,原始非晶带比较脆.我们用V代替部分Nb制成了Fe_(72.7)Cu_(0.8)Nb_2V_2Si_(13.5)B_9合金,降低了成本,明显改善了脆性,非晶带可对折而不脆.对新合金高频磁性及起始磁化率的温度关系进行了研究,观察到纳米铁磁粒子系统的超顺磁性行为,本文报道这些方面的实验结果.