论文部分内容阅读
本论文对Fe-Co-B-Si-Nb和Fe-Zr-B合金的玻璃形成能力(GFA)和热稳定性、非晶合金的制备以及纳米晶合金的制备方法和形成过程进行了研究。用非晶晶化法对非晶态合金进行等温退火，获得了大块非晶基体上均匀分布有纳米晶相的合金材料；并对非晶合金和纳米晶合金的磁性能、传感性能以及互感性能进行了研究和探讨。
论文的主要工作包括以下几个方面：①金属玻璃的制备。采用单辊旋铸(melt-spinning)法制备出了宽约2mm厚约40μm的非晶Fe88Zr8B4合金条带；铜模注射(coppermouldinjectioncasting)法制备出了直径为2mm的杆状非晶Fe36Co36B20Si4Nb4合金；铜模吸铸(coppermouldsuckingcasting)法制备出了内径是3mm,外径是4mm的管状非晶Fe36Co36B20Si4Nb4合金，该工艺的显著优点是所制金属玻璃管的一维主散热方向为径向，轴向厚度几乎不受限制，而直接铸造成型的方法所制备的试样轴向厚度一般都在1～2mm左右，铜模吸铸法使得生产大的轴向厚度的Fe-基磁性金属玻璃管成为现实。②纳米晶的制备。运用非晶晶化法中的等温退火的方法对非晶Fe36Co36B20Si4Nb4合金分别进行了580℃和660℃，保温60min、120min、18min0、240min以及300min等温退火，获得了大块非晶基体上均匀分布有纳米晶相的合金材料。非晶晶化法的特点是成本低，产量大，界面清洁致密，样品中无微孔隙，晶粒度变化易控制，并有助于研究纳米晶的形成机理及用来检验经典的形核长大理论在快速凝固条件下应用的可能性。③结构及性能分析。采用差示扫描量热法(DifferentialScanningCalorimetry,DSC)、X射线衍射(X-rayDiffraction，XRD)、透射电子显微镜(TransmissionElectronMicroscope，TEM)分析研究了非晶态软磁合金的玻璃形成能力(GFA)、热稳定性、晶化情况以及纳米晶的晶化和结构，结果表明非晶Fe36Co36B20Si4Nb4合金在加热过程中，发生晶化过程和相应的晶化相组成物为：Am→Am′+α-Fe+Fe2B→Am″+α-Fe+Fe2B+Fe3B+Co3B→Am′′′+α-Fe+Fe2B+Fe3B+Co2B+Co4B。此外，还测量了非晶合金和纳米晶合金的磁性能，并分析了其发生改变的原因。④传感性能和互感性能的测试。分别将传统的磁芯材料坡莫合金、非晶Fe36Co36B20Si4Nb4合金以及纳米晶Fe36Co36B20Si4Nb4合金作为差动线位移式传感器的磁芯材料，对比分析了它们的灵敏度和作为传感器磁芯在工作过程中的稳定性。采用互感器的原理，把铁基金属玻璃Fe88Zr8B4条带绕制的圆环和环状纳米晶Fe36Co36B20Si4Nb4合金用作互感器的磁芯，利用电磁理论，计算并对比了它们的有效磁导率。