Nb、Cr添加对变压器用铁基非晶合金结构和性能的影响

来源 :东南大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:yuhan78001
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铁基非晶合金由于具有优异的软磁性能、节能环保等优势,已逐渐取代传统的硅钢片,广泛应用于配电变压器行业。然而,在实际使用过程中,铁基非晶合金普遍存在大气腐蚀现象,严重影响了其工业应用。为了解决铁基非晶合金在实际使用过程中的腐蚀问题,本文以日立带材(日本日立公司生产的铁基非晶合金带材)和国产带材(国内某公司生产的铁基非晶合金带材)的名义成分—Fe79.5Si9.5B11为初始合金成分,通过Nb、Cr的微量掺杂,采用XRD和DSC检测微观结构和热学性能,VSM和直流B-H仪测量饱和磁感应强度和矫顽力,利用电化学实验和浸泡实验,结合SEM分析非晶合金的耐腐蚀性能和腐蚀机理,研究元素掺杂对非晶合金微观结构和性能的影响,同时,制备得到兼具优良耐腐蚀性能和优异软磁性能的铁基非晶合金。研究工作主要包括:(1)对比分析了日立带材、国产带材及实验室制备的Fe79.5Si9.5B11非晶合金带材的微观结构、热学性能、软磁性能和耐腐蚀性能。研究发现日立带材的耐腐蚀性能优于国产带材。(2)通过添加Nb元素制备出(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xNbx(x= 0,1,2,3,4,5 at.%):非晶合金带材,研究了Nb添加对非晶合金的微观结构、热学性能、软磁性能及耐腐蚀性能的影响。研究发现Nb添加提高了非晶相的稳定性并使非晶晶化过程变得复杂,降低了非晶合金带材的饱和磁感应强度和矫顽力;(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xNbx非晶合金带材在0.1MNaOH溶液中有很强的耐腐蚀性能,且Nb的含量对其在0.1MNaOH溶液中的耐腐蚀性能没有显著影响;Nb添加轻微提高了(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xNbx非晶合金带材在0.1MNaCl溶液中的耐腐蚀性能。(3)通过添加Cr元素制备出(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xCrx(x= 0,1,2,3,4,5 at.%)非晶合金带材,研究了Cr添加对非晶合金的微观结构、热学性能、软磁性能及耐腐蚀性能的影响。研究发现Cr添加抑制了(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xCrx非晶合金的第二晶化峰对应相的析出,降低了其饱和磁感应强度和矫顽力;(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xCrx非晶合金带材在O.1MNaOH溶液中的耐腐蚀性能较强,且随着Cr含量增加略有提高;Cr添加提高了(Fe0.795Si0.095B0.11)100-xCrx非晶合金带材在0.1M NaCl溶液中的耐腐蚀性能,且当Cr含量≥5at.%时,耐腐蚀性能得到显著提升,在0.1M NaCl溶液中浸泡120h后的腐蚀速率仅为1.1×10-4g.m-2.h-1。(4)通过Cr元素替换Fe元素,制备出Fe79.5-xSi9.5B11Crx(x= 0,1,2,3,4,5,7,9,11 at.%)非晶合金带材,研究了Cr添加对非晶合金的微观结构、热学性能、软磁性能和耐腐蚀性能的影响。研究发现Cr的添加改变了Fe79.5-xSi9.5B11Crx晶合金的晶化过程;添加Cr降低了非晶合金的饱和磁感应强度和矫顽力:随着Cr含量增加,Fe79.5-xSi9.5B11Crx非晶合金带材在0.1M NaOH溶液中的耐腐蚀性能略有提高;Cr添加提高了Fe79.5-xSi9.5B11Crx非晶合金带材在0.1M NaCl溶液中的耐腐蚀性能,且当Cr含量≥5at.%时,耐腐蚀性能得到显著提升。(5)Nb、Cr元素添加后,非晶合金在NaCl溶液中有相似的腐蚀机理:发生腐蚀反应时,Nb、Cr从非晶基体向表面富集,在表面氧化膜中生成具有保护作用的Nb或Cr的氧化物,提高了表面氧化膜的致密性和保护性,从而提高了耐腐蚀性能,而Cr的氧化物膜具有很强的抗点蚀能力,所以Cr对提高非晶合金的耐腐蚀性能有更明显的作用。(6)成功制备出兼具优良耐腐蚀性能和优异软磁性能的非晶合金带材:(Fe0.795Si0.095B0.11)98Nb2、(Fe0.795Si0.095B0.11)99Cr1和Fe78.5Si9.5B11Cr1,其饱和磁感应强度和去应力退火后的矫顽力分别为1.50T和2.33A/m,1.53T和2.46A/m以及1.56T和2.33A/m。
其他文献
随着经济的高速发展、人口的快速增加以及人类对自然资源的过度开发和利用,空气污染问题日益严重,已经成为全球人类共同面临和关注的问题。近年来,我国经济的高速发展造成了严重
随着我国社会经济的持续发展和区域开发强度的不断加大,环境污染形势日益严峻;在一些城市地区,污染已相当严重,极大地影响和制约了城市的可持续发展。由于社会、经济、地理等众多
QAl9-4合金是一种多元铝青铜,具有较好的力学性能、良好的耐磨、耐腐蚀性能,以及优良的导电、导热性能,是生产高速铁路接触网零部件常用材料之一,随着高速铁路速度的不断提高
随着科技的发展,电子产品和新能源汽车在当今社会被广泛应用。在这些电子产品和新能源汽车中,能源储存部件越来越重要。因为它们直接影响电子产品和新能源汽车轻便化、持久续航
钨酸锆是各向同性的负热膨胀材料,对其负热膨胀性能及其复合材料的研究是当今材料科学的研究热点之一。本课题组用固相法、共沉淀法、溶胶凝胶法等制备方法得到了高纯度的钨酸锆粉体,用磁控溅射和脉冲激光溅射法制备了钨酸锆薄膜,并得到了铜/钨酸锆功能梯度薄膜。铜/钨酸锆功能梯度薄膜可用于电子器件热应力缓冲层,提高电子器件热稳定性,延长电子器件寿命。用有限元方法模拟不同技术参数制备的铜/钨酸锆功能梯度薄膜的热-应
随着人们对环境质量要求的提高,发展高灵敏的、对环境污染物有特异性响应的检测技术对国民健康和经济发展具有重要意义。将纳米材料引入化学传感器是分析化学的一个研究热点,
大自然是创造的宝库,是人类赖以生存的基础和智慧的源泉。在长达亿万年的进化过程中,大自然中的各种生物为了更好地适应环境,在激烈的生存竞争中胜出,进化出了及其丰富的纳米
学位
随着生产的发展、生活的进步和科学研究的深入,复合污染和联合毒性问题受到重视,环境基准的研究也日益成为人们关注的热点。   本论文采用水生生态毒理学实验研究方法,以大型
传统社区作为城市人居环境与活动的载体,营建其社会适应性与文化复兴的社区生活圈,日益成为我国城市生态文明建设的关键。基于城市触媒理论,以厦门营平社区为例,针对经济、社会、人文生态问题,构建点状触媒、线状触媒和生态触媒的社区生活圈规划路径,营建社区业态场、生活场、生态场,提出整体价值提升、社会适应融合、多方博弈共赢的复兴策略,以期实现传统社区生活圈共享与活力,为我国城市存量更新与传统社区复兴提供适宜性