【摘 要】
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近年来,非晶合金及纳米晶合金由于其优异的软磁性能吸引了众多人的研究;自1988年Yoshizawa等人研究出FINEMET纳米晶合金以来,Fe-Cu-Nb-Si-B非晶合金也变得越来越受人重视。由Fe-Cu-Nb-Si-B非晶合金在晶化温度附近进行退火处理,可获得具有更加优良软磁性能的纳米晶合金,且其晶化结果对纳米晶的软磁性能影响很大,但现在对该系列非晶合金晶化时的晶化动力学却研究甚少。本文通过熔
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近年来,非晶合金及纳米晶合金由于其优异的软磁性能吸引了众多人的研究;自1988年Yoshizawa等人研究出FINEMET纳米晶合金以来,Fe-Cu-Nb-Si-B非晶合金也变得越来越受人重视。由Fe-Cu-Nb-Si-B非晶合金在晶化温度附近进行退火处理,可获得具有更加优良软磁性能的纳米晶合金,且其晶化结果对纳米晶的软磁性能影响很大,但现在对该系列非晶合金晶化时的晶化动力学却研究甚少。本文通过熔体快淬的方法制备Fe71.4Cu0.6Nb4Si4B20非晶合金,通过金相显微分析、扫描电镜分析、X射线衍射（XRD）、软磁磁性测量和差示扫描量热分析（DSC）、热处理等方法来研究该非晶合金在第一晶化阶段的晶化动力学及其淬火前后的组织与软磁性能。得出的主要结论如下:在静态条件下,非晶合金拥有优异的静态磁性能参数;且其磁性参数符合畴壁迁移的内应力理论模型。在动态条件下,非晶合金的复数磁导率整体随磁场频率的增加而减小,矫顽力亦随外加磁场的强度和频率增加而单调递增。在较低磁感应强度下,非晶合金的磁损耗与频率呈线性关系,这是由于在1 MHz频率之下非晶合金的磁损耗以磁滞损耗为主。非晶合金在升温晶化过程的特征温度随升温速率的升高而向高温区移动。用Starink Ⅱ方程、Kissinger方程和Ozawa方程计算出的非晶合金的晶化激活能数值相近;用F-W-O方程计算出非晶合金恒速升温的局部晶化激活能,当体积分数为20%～60%时,其晶化激活能随晶化体积分数的增加而增加。等温晶化过程中,等温温度的升高会导致晶化孕育期和晶化时间变短;在803 K～811 K温度区间内,其平均Avrami指数在3～4之间。Avrami指数反映了非晶在晶化过程中的形核方式和长大机制,根据局域Avrami指数,可以确定该非晶合金的晶化过程,即:在起始阶段是形核速率饱和之后的晶界形核,随后形核速率随时间减少而减少,到最后形核率为0。非晶合金在各个晶化阶段的晶化产物分别为:α-Fe固溶体+FeSi化合物、Fe2B化合物、NbB化合物+单质Cu;在823 K的温度淬火时,非晶合金获得更加优异的软磁性能,然后随着淬火温度的升高,软磁性能急剧下降;淬火后的合金为纳米晶合金。
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