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Fe基非晶合金是一种性能优良、应用前景广泛的软磁材料,其μc（初始磁导率）、Bs（饱和磁感应强度）和He（矫顽力）等磁学性能均大大超过或接近最佳的晶态软磁材料,但是Fe基合金的非晶形成能力并不高,要获得完全非晶的临界冷却速度至少就要在≥104K/S左右,通过调节成分和抑制形核等办法也只能获得最大3mm尺寸的环形块体非晶。很难由液态激冷直接获得块体非晶已经成为制约Fe基非晶软磁材料实用化的瓶颈。 人们开发出一种FINEMET合金,其典型成分为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9,最佳温度（813K）退火处理后可获得由纳米晶组成的超微晶组织,这些由纳米晶和非晶组成的材料具有极优良的软磁性能。FINEMET合金的成功给了我们通过非晶晶化直接获得纳米晶粒的启示:在其余成分系列中加入Cu等元素,可否也能达到同样的效果。本文针对Cu元素对FeAlGaSiPBC系合金非晶形成能力及晶化过程的影响展开研究。 首先采用单辊旋淬法制备出了Fe基合金条带。利用差示量热扫描法（DSC）测出不同成分样品的Tg,Tx等热力学参数,用X射线衍射（XRD）检测铸态合金条带是否为非晶态。再将确定为完全非晶态的合金条带置于真空退火炉内,在不同温度下等温退火1500秒,通过X射线衍射分析退火态合金条带的结构和晶化相的化学成分,并结合DSC曲线评价合金的玻璃形成能力及热稳定性。 实验结果表明,少量Cu元素掺杂（小于2%,原子百分比）,仍能得到完全的非晶合金。同时,Cu元素掺杂效果受到Cu-A1元素比例的影响,原因作者认为是Cu-A1,Fe-A1之间存在着强烈的作用,在Cu-A1超过某比例时,Cu-AI形成原子团簇,引发合金熔体自由能的复杂涨落,从而削弱A1元素对非晶形成能力的贡献。 等温退火时,由于铜元素的不溶于铁,某些区域铜元素富集,成为晶粒形核的核心,同时在晶粒长大过程中不断排出,成为阻碍晶粒生长的原子集团。Cu元素的加入提高了晶化温度,使得合金的晶化由分步晶化变为一步彻底晶化,并促使玻璃转变温度向高温区域移动甚至消失。