纳米晶软磁合金及其各向异性理论

介绍纳米晶软磁合金的各向异性理论及FINEMET、NANOPERM、HITPERM等3种典型纳米晶软磁材料的研究进展,对于高温条件下使用的Fe Co基纳米晶软磁合金进行了讨论及展望.     

纳米晶软磁材料的磁性与巨磁阻抗效应

介绍了国内外纳米晶软磁FINEMET合金的制备方法、软磁特性、巨磁阻抗效应和物理机制,尤其对巨磁阻抗效应的研究、应用及展望作了较详细的评述．     

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.     

Fe73．5 Cu1 Nb3 Si13．5 B9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Fe73．5 Cu1 Nb3 Si13．5 B9纳米晶合金的制备及合成技术，微观结构特征，软磁特性等．     

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·     

FeNiPB(Cu,Nb)纳米晶软磁材料的研究

通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜及场发射扫描子显微镜并借助X－ray衍射仪分析研究了Fe基纲米晶软磁材料，结果表明：用机械合金化法可以合成FeNiPB(Cu,Nb）非晶合金，非晶粉末经晶化处理可以得到FeNiPB(Cu,Nb）纳米晶组织。     

取向的纳米两相磁体成核场的精确计算

利用微磁学方法,精确计算了纳米晶两相复合磁系统的成核场,发现随着软磁相晶粒尺寸D的增加,成核场由硬磁相的各向异性场逐渐变为软磁相的各向异性场,同时随着软磁相尺寸变化时,会出现3个特征区:(Ⅰ)完全交换耦合区;(Ⅱ)部分交换耦合区;(Ⅲ)退耦合区.     

EMI滤波器插入损耗的理论计算与铁基纳米晶材料的应用

采用网络参数法,导出了单、双级电源滤波器共模和差模插入损耗的理论计算公式。计算与测试相比,在低频段较为吻合。另外,首次将一种新材料——铁基纳米晶软磁材料用于EMI滤波器,提高了滤波器低频段的共模插入损耗。     

磁粉含量对非晶纳米粉体环氧树脂复合材料性能的影响

研究了不同的磁粉添加量对纳米晶软磁材料的磁导率和品质因数的影响。研究结果表明,磁粉的剂量对磁性复合材料的性能有较大的影响,随着磁粉的增加,磁导率随之增大而品质因数降低。     

Ga添加对纳米晶双相永磁材料Pr2(FeCo)14B/α-FeCo的磁化行为及晶间交换耦合作用的影响

用熔旋快淬法制备了各向同性的纳米晶双相永磁薄带Pr9Fe74Co12B5与Pr9Fe74Co12B5Ga.通过测量样品的起始磁化曲线、小回线及回复曲线,分析了样品中的磁化行为及晶间交换耦合作用.结果表明两样品中矫顽力机理均为畴壁钉扎型.Ga添加后富集于晶界处,使样品中畴壁钉扎型的矫顽力机理更加均匀,且钉扎程度加强,同时Ga添加降低了软磁相-αFeCo的晶粒尺寸使样品中晶间交换耦合作用显著增强.     

网状结构对Fe72Y6B22非晶合金晶化行为和软磁性能影响的研究

对Fe72Y6822非晶合金的晶化行为和软磁性能进行了研究.分子动力学模拟结果显示,合金熔体中的团簇结构主要为〈0,3,6,0〉型多面体;实验结果显示,在合金的退火样品中存在由冠状三棱柱组成的网状结构.这种网状结构可提高合金在过冷液相区的热稳定性,抑制合金的晶化,改变合金的晶化方式,促进纳米α-Fe晶粒的形成.适当的退火工艺可以提高Fe72Y6822非晶合金的软磁性能.合金饱和磁化强度和矫顽力的变化是由于晶化过程的不同阶段析出纳米晶oc-Fe相、顺磁性的YB12相和弱磁性的Fe3B相所致.     

退火温度对Fe基纳米晶薄带结构特性影响研究

用隧道扫描显微镜和原子力显微镜对Fe基纳米非晶带和各种温度退火产生的晶带进行扫描,发现非晶带的自由面和贴辊面呈现不同的结构,自由面纳米颗粒比较小且呈现规则排列,贴辊面纳米颗粒比较大而优势团聚比较明显;非晶带在不同温度下进行退火,随着温度升高,内应力得到释放,晶带结构发生变化,在540℃退火温度下,非晶带晶化产生了α-Fe(Si)纳米晶相和非晶相共存的复合结构,出现了细小的α-Fe(Si)纳米晶粒,并均匀的散布在非晶基底中,此时自由面和贴辊面结构差异最小,软磁性能最好.     

F360系列断路器用FeSiCuNbB纳米晶软磁合金的晶化研究

研究了F360系列的电磁式漏电断路器中FeSiCuNbB纳米晶软磁磁芯的非晶晶化过程.研究发现,快淬薄带淬态组织以非晶相为主,含有少量α-Fe(Si)晶化相;合金非晶晶化过程存在两个阶段,分别对应于α-Fe(Si)相和Fe2B相析出,其晶化激活能分别为291.16kJ/mol和430.88 kJ/mol;磁芯经过510℃晶化处理后,获得最佳综合磁性能,满足了电磁式漏电断路器的要求.     

我国非晶、纳米晶材料技术获重大突破

本刊讯 3月24日，北京市重大科技项目“非晶、纳米晶制品研究及产业化”通过市科委组织的验收。该项目是北京市科委2002年立项投入1200万元支持的由安泰科技股份有限公司、北京科技大学和中科院物理所共同承担的重大项目。包括4个课题：“纳米晶合金超薄带产业化”、“非晶、纳米晶丝材及其应用研究”、“大块非晶材料技术研究”、“非晶、纳米晶共性技术平台及信息化”。通过该项目的实施，开发了一系列非晶、纳米晶新材料，突破了非晶、纳米晶生产关键技术，     

纳米晶Fe-Ti-N软磁薄膜的研究

用射频反应溅射法制备了含Ti量高低不同的两种Fe Ti N合金薄膜 .研究发现 ,沉积态低Ti含量的薄膜是α Fe的多晶体 ,晶粒尺寸约 2 0nm ,沉积态高Ti含量的薄膜则是非晶结构 ,经适当热处理后 ,纳米晶α Fe从中晶化生成 ,晶粒尺寸约 10nm .和低Ti含量Fe Ti N薄膜相比 ,高Ti含量Fe Ti N薄膜显现出良好的软磁特性     

氧化锌纳米晶敏感材料的制备

用柠檬酸盐法合成了ZnO纳米晶,研究了不同灼烧温度及同一温度不同灼烧时间对ZnO纳米晶晶化过程的影响,探讨了合成ZnO纳米晶的最佳实验条件.用X射线衍射、红外光谱、热失重、差热、透射电镜等实验手段对ZnO纳米晶进行了研究.实验结果表明,用柠檬酸盐法制得的ZnO纳米晶属立方晶系,形貌为球形,纯度高,粒径分布均匀,平均粒径20nm.     

化学镀Ni-Mo-P纳米晶镀层的耐蚀性能

通过化学镀获得了混晶(非晶+微晶)和纳米晶态两种结构的Ni-Mo-P合金镀层,并对混晶态镀层进行了不同的晶化处理,得到单相和双相的纳米晶镀层各一种.通过阳极极化曲线分析了各镀层在5%H2SO4溶液中的耐蚀性能,并与Ni-P镀层进行对比,发现镀态Ni-Mo-P纳米晶镀层的耐蚀性能优于镀态Ni-P纳米晶镀层,混晶镀层经退火处理后获得的两种纳米晶镀层的耐蚀性能均优于镀态混晶和纳米晶镀层,同时还发现退火处理获得的Ni-Mo-P双相(Ni+Ni3P)纳米晶镀层与退火处理后获得的Ni-Mo-P单相(Ni)纳米晶镀层的耐蚀性能相当.     

化学镀Ni-Mo-P纳米晶镀层腐蚀性能研究

通过化学镀获得了混晶(非晶+微晶)和纳米晶态两种结构的Ni-Mo-P合金镀层,并将混晶态镀层进行晶化处理得到一种单相和一种双相的纳米晶镀层。通过阳极极化曲线分析了各镀层在5%H2SO4溶液的耐蚀性能并与Ni-P镀层进行对比,结果发现,镀态Ni-Mo-P纳米晶镀层的耐蚀性能优于镀态Ni-P纳米晶镀层;经退火处理后获得的两种纳米晶镀层的耐蚀性能比镀态混晶和纳米晶镀层均要好;同时还发现退火处理获得的Ni-Mo-P双相（Ni+Ni3P）纳米晶镀层与退火处理后获得的Ni-Mo-P单相(Ni)纳米晶镀层的耐蚀性能相当。     

主晶相为莫来石复合纳米晶显微结构及热稳定性

天然矿高岭土经除杂、除铁、除碳系到处理后,制得了主晶相为莫来石的复合氧化物,经水热晶化法合成了主晶相为莫来石复合纳米晶,利用XRD、TEM、BET及TG－TDA表征了显微结构及热稳定性。     

机械诱发非晶Finemet合金的纳米晶化

利用X射线衍射（XRD）研究了高能球磨条件下非晶Fe73．5Cu1NB3Si13．5b9合金的机械诱发纳米晶化过程，并根据化学成分偏聚、局域高压、局域高温以及Johnson-Mehl-Avrami（JMA）晶化动力学模型解释了纳米晶化的过程和机制．研究结果表明：非晶Fe73．5Cu1Nb3Si13.5B9合金机械诱发纳米晶化的产物为复杂的α-Fe固溶体和稳定的Fe2B金属间化合物，α-Fe固溶体相晶粒尺寸为2．0-6．5nm，其纳米晶化过程和晶化产物是由化学成分富集、碰撞引起的局域高压和局域高温共同作用的结果；机械诱发纳米晶化过程中的Avrami指数n=1．59，动力学反应速率常数k=0．1287h^-1，表明机械诱发纳米晶化过程中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．