Co-Cu-B非晶合金粉末的制备及晶化研究

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本文将硼氢化钠(NaBH4)的水溶液加入到CoCl2·6H2O和CuCl2·2H2O的混合水溶液中,利用BH4-把CoCl2·6H2O和CuCl2·2H2O混合水溶液中的Co2+和Cu2+还原出来,制备出非晶态的Co-Cu-B纳米合金粉末;分别使用X射线衍射分析(XRD)、等离子发射光谱分析(ICP)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜分析(TEM)、选区电子衍射分析(SAED)、差示扫描量热法(DSC)及振动样品磁强计(VSM)分析了样品的结构、成分和磁性能,并研究了非晶粉末的晶化机理。当产物中Co、Cu摩尔比大于9.08时,可得到非晶态的Co-Cu-B纳米合金粉末。所制备的Co-Cu-B非晶态纳米合金,粉末颗粒呈球形、团聚状态,粒径在20~50nm。DSC分析表明,非晶态Co-Cu-B纳米合金粉末的DS C曲线上只有一个放热峰,说明晶化是一步发生的。Co65.65Cu7.23B27.12和Co64.27Cu6.37B29.36非晶粉末经过非等温晶化后相组成不同。磁性能分析表明,非晶态Co-Cu-B纳米合金粉末的矫顽力和饱和磁化强度都随样品中Co/Cu摩尔比的增大而增大。晶化之后Co65.65Cu7.23B27.12的饱和磁化强度和矫顽力较晶化前都有所增长,而Co64.27Cu6.37B29.36的饱和磁化强度较晶化前增加,矫顽力较晶化前下降。矫顽力在125.6~164.4Oe之间,这和通常的钴基非晶合金具有优良的软磁性能有所不同。通过Surinach拟合得出,非晶合金纳米粉末Co64.27Cu6.37B29.36的非等温晶化动力学机理是由单一JMA模型构成,这和块状非晶合金有所不同。Avrami指数n从1.3下降至0.8,在整个过程中形核率为零,可能是因为制备的非晶样品中有大量团聚的原子团簇,它们成了晶粒长大的基础,晶粒在其基础上长大,越过了形核过程。晶粒长大机制主要是受扩散控制的预存晶核的长大。
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