Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金的软磁特性

自1988年,Yoshizawa等人首先发现并命名为Finemet的铁基纳米晶合金后,该材料以其优异的软磁性能引起人们广泛的研究兴趣.本文对国内外研究文献进行综述,主要包括Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金的制备及合成技术,微观结构特征,软磁特性等.     

Fe63.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶和纳米晶合金的巨磁阻抗效应

研究了退火处理引起结构上的变化对Fe63.5Cr10Cu1Nb13.5B9非晶合金磁阻抗效应的影响,实验结果的分析表明,在测量的频段（0．2－10MHz)内巨磁阻抗效应可归因于偏置场引起的环向磁化率的改变,良好的软磁性是获得大的磁阻抗效应的重要条件。     

Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xMox(x=1,2,3)非晶合金的晶化动力学研究

采用单辊熔体快淬法在大气环境中制备Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xMox(x=1,2,3)非晶合金薄带,利用差示扫描量热分析和X射线衍射分析进行非晶合金的晶化动力学研究,计算出Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xMox(x=1,2,3)非晶薄带的晶化激活能分别为349、262、332 kJ/mol,其Avrami指数分别为1.95、2.14和2.00.结果表明,随着升温速率的提高,Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xMox(x=1,2,3)非晶薄带的起始晶化温度和晶化峰值温度相应升高;以Mo部分替代Nb降低了非晶合金的晶化激活能;α-Fe(Si)软磁相具有扩散控制的低维形核和生长的晶化机制,且形核率逐渐减小.     

非晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1激波晶化实验研究

用X射线衍射、差热分析、透射电镜分析等研究了激波对非晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1合金的作用，结果表明：激波能使非晶转变为纳米晶，晶化主相α-Fe的晶粒尺寸为20－40nm，晶格常数比纯铁的小，并形成了多种中间相和亚稳相。同时发现在非晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1的激波晶化过程中，铜、铌阻止晶粒长大、细化晶粒的作用失效。并讨论了压力和温度在晶化过程中的作用。     

Fe63.5Cr10Cu1Nb3Si13.5B9非晶和纳米晶合金的巨磁阻抗效应

研究了退火处理引起结构上的变化对Fe63.5Cr10Cu1Nb3Si13．5B9非晶合金磁阻抗效应的影响,实验结果的分析表明,在测量的频段(0．2～10MHz)内巨磁阻抗效应可归因于偏置场引起的环向磁化率的改变,良好的软磁性是获得大的磁阻抗效应的重要条件．     

Fe78B13Si9纳米晶合金的晶体结构

同高密度电脉冲处理Ｆｅ７８Ｂ１３Ｓｉ９（Ｍｅｔｇｌａｓ２６０５Ｓ－２）非晶合金,形成了纳米 晶合金,并用Ｘ射线衍射和透射电镜研究了纳米晶合金的晶粒结构,结果表明,两个晶体相为α－Ｆｅ（Ｓｉ）固溶体和Ｆｅ２Ｂ（ｂｃｔ）化合物,晶粒尺寸为１９ｎｍ。     

非晶薄带Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶化的新方法

利用直流高压电场处理法，成功使非晶薄带Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9在低于其初始晶化温度140℃以下纳米晶化，析出大小为2～10nm的a-Fe(Si)晶粒．该方法避免了传统的退火法在晶化温度以上晶粒长大这一缺点，成功制备出晶粒极细小的纳米材料．延长处理时间，晶粒数明显增多，晶化效果好．随着非晶晶化量的增加，显微硬度随之增大．同时经过直流高压电场处理的非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9试样晶化后其饱和磁化强度增大，表现出不同的磁性特征．     

非晶晶化法制备纳米晶Fe78B13Si9合金

在非晶Ｆｅ７８Ｂ１３Ｓｉ９合金的结晶动力学分析的基础上，选择不同的退火工艺对其进行晶化处理，以制备纳米晶合金。对退处理后的Ｆｅ７８Ｂ１３Ｓｉ９合金的结构和微观组织进行了Ｘ射线衍射和电子显微分析。     

(Ni0.75Fe0.25)73Nb5Si10B12非晶合金的等温晶化与结构转变

采用旋铸急冷工艺在大气环境中制各出了（Ni0.75Fe0.25）73Nb5Si10B12非晶合金带材．X射线衍射分析表明，样品为完全非晶．采用DiamondTG／DTA差热分析仪测量了非晶薄带的热稳定性及其相关参数Tg、Tx、Tm等．在720、750、800K分别对试样进行等温退火处理，在通商纯氢气保护下保温60min利用X射线衍射分析了非晶合金等温晶化时相转变及组织转变．在720K退火，组织仅发生少量晶化，先析出γ-（Fe，Ni）固溶体相；750K时发生部分晶化，组织为γ-（Fe，Ni）固溶体、（Fe，Ni）23nB6、Ni31Si12和Nb2Ni0.16；800K时合金完全晶化，组织与750K时相同．     

Fe78B13Si9非晶合金纳米晶化的亚结构

用高密度脉冲电流处理Ｆｅ７８Ｂ１３Ｓｉ９非晶合金，随电流密度的变化在不同的温度下和相同的时间内实现了试样的纳米晶化，透射电镜观察及Ｘ射线衍射分析表明，在由电脉冲方法所制备的纳米晶Ｆｅ７８Ｂ１３Ｓｉ９合金中存在着亚晶和孪晶等亚结构，三种晶化相是α－Ｆｅ（Ｓｉ）Ｆｅ２Ｂ和少量的Ｆｅ３Ｂ．随着电流密度的增加，试样中Ｆｅ２Ｂ相略有增加并出现了有序的Ｆｅ３Ｓｉ结构，但平均晶粒尺寸保持不变，由Ｓｈｅｒｒｅｒ方     

Fe－（Cu－Nb）－Si－B纳米晶合金的磁致伸缩

采用适当的热处理工艺将不同成分的Ｆｅ－（Ｃｕ－Ｎｂ）－Ｓｉ－Ｂ非晶态合金制备成纳米晶合金，测试了纳米晶合金的磁致伸缩，并与相应成分的非晶合金做了比较．实验结果表明，纳米晶合金的饱和磁致伸缩均小于非晶合金，较小的磁波伸缩并不是产生优异软磁性能的主要原因．     

预退火对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金巨磁阻抗效应的影响

用HP4294A型阻抗分析仪测量了经不同温度预退火后再540℃退火的Fe73.5Cu1Nb3S i13.5B9纳米晶合金薄带的巨磁阻抗,并结合XRD衍射图谱和AFM图谱,研究了预退火对纳米晶介观结构的影响.结果发现,200℃、300℃和400℃预退火处理40 m in对随后540℃退火的Fe73.5Cu1Nb3S i13.5B9薄带-αFe(S i)纳米晶介观结构产生了影响,颗粒团聚优势明显减弱,横向各向异性场减小,巨磁阻抗比得到了显著的提高.     

非晶Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9激波晶化的X射线衍射研究

用Ｘ射线衍射研究了激波对Ｆｅ７３５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３５Ｂ９ 非合金的作用． 结果表明： 激波能使非晶态转变为纳米晶． 晶化主相αＦｅ 晶粒尺寸为２０ ～５０ ｎｍ , 晶格常数比纯Ｆｅ 的小． 同时形成了多种中间相和亚稳相． 差热分析进一步证实, 非晶的激波晶化比较完全, 而且晶化相相当稳定     

Fe—（Cu—Nb）—Si—B纳米晶合金的磁致伸缩

采用适当的热处理工艺将不同成分的Ｆｅ－（Ｃｕ－Ｎｂ）－Ｓｉ－Ｂ非晶态合金制备成纳米晶合金，测试了纳米晶合金的磁致伸缩，并与相应成分的非晶合金做了比较，实验结果表明，纳米晶合金的饱和磁致伸缩均小于非晶合金，较小的磁致伸缩并不是产生优异软磁性能的主要原因。     

激光辐照Fe78Si9B13非晶合金晶化研究

在CO2激光散光斑直径20mm的情况下,分别选择在不同功率静置的条件下辐照Fe78Si9B13非晶带实现部分晶化·用穆斯堡尔谱、X射线衍射和扫描电镜对原始非晶样品(Fe78Si9B13)和晶化后样品的微观结构进行了分析·结果表明:在CO2激光散光斑直径一定的条件下(20mm),分别选择激光功率250W和300W辐照非晶Fe78Si9B13样品20s,非晶样品可以实现约6%和9%的晶化·激光辐照非晶Fe78Si9B13合金的晶化相为αFe(Si),样品发生了织构现象,晶粒沿(200)面大量析出·激光晶化相产生在非晶带表面晶化层中·在其他条件一定的情况下,样品的晶化量随着激光功率的增加而增加·     

高能球磨诱发Fe78Si13B9非晶合金纳米晶化的研究

利用X射线衍射和透射电子显微镜研究了高能球磨条件下Fe78Si13B9非晶合金的机械诱发纳米晶化过程中的结构变化和晶化动力学,利用Scherer公式计算了晶化的α-Fe颗粒的平均直径D,在球磨3 h之后开始形成α-Fe相晶粒,D为2～10 nm.晶化动力学通过X射线衍射数据给出的晶化体积分数来分析.由经典的Johnson-Mehl-Avrami(JMA)模型得到Avrami指数n=1.53,表明机械诱发纳米晶化过程中其形核机制为均匀形核,晶粒生长机制为从小尺寸晶核开始的三维生长.     

低频脉冲磁场处理Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金的磁性能研究

用低频脉冲磁场处理Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金试样,用X射线衍射仪、透射电镜和交变梯度磁强计(AGM)对处理前后样品的结构和磁性能进行分析和测试。结果表明,低频脉冲磁场处理后的非晶合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9发生了纳米晶化,晶化相为α-Fe(Si),晶粒尺寸约2~10nm,处理后非晶合金的磁性能有了显著的提高。     

高温下Fe73CU1．5Nd3Si13．5B9非晶合金结构演化的原位X射线研究

利用原位X射线衍射测量结构参数方法,研究了Fe73Cu1.5Nd3-Si13.5B9非晶合金热力学结构弛豫．通过Fourier变换得到不同温度的径向分布函数、近邻原子间距等原子构型的结构信息．研究结果表明,发生热力学结构弛豫时,大块金属玻璃的非晶结构保持稳定,但温度改变该非晶短程有序的次近邻局域原子构型．     

Fe-Nb-B纳米晶合金的结构与磁性

利用X射线衍射,差热分析及静态磁性测量,研究了退火温度对不同成分的非晶Fe Nb B合金纳米晶化行为和磁性的影响·实验发现:在纳米晶化过程的初期出现磁硬化,矫顽力与最大磁导率均呈现不同程度的恶化·在硼化物(Fe2B和Fe3B)相析出前,具有纳米结构的合金由α Fe固溶体和非晶基体相组成,呈现较佳的软磁特性·随纳米晶相体积分数增加而呈现的磁软化现象可解释为由于纳米晶粒间距的减少,交换耦合增强所致·