【摘 要】
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调幅分解型Cu-Ni-Fe与Al-Ni-Co系合金由于兼具良好的可加工性、温度稳定性、磁稳定性,在仪器仪表、电机电器、电声电讯、磁传动装置以及航空航天器件等对温度稳定性要求高的
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调幅分解型Cu-Ni-Fe与Al-Ni-Co系合金由于兼具良好的可加工性、温度稳定性、磁稳定性,在仪器仪表、电机电器、电声电讯、磁传动装置以及航空航天器件等对温度稳定性要求高的领域具有重要应用,是当代不可或缺的永磁材料之一。本文尝试采用熔体快淬工艺制备Cu-Ni-Fe与Al-Ni-Co薄带磁体,并通过掺杂元素、退火工艺优化磁体的性能,使用X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、振动样品磁强计等仪器对薄带的相组成、微观结构和磁性能等进行了研究。结果表明,随着Ni含量的增加,Cu80-xNixFe20(x=5,10,20)薄带的晶粒尺寸增大,晶粒形态由球形颗粒向梅花状等轴晶转变。当Ni含量为5%时,薄带呈现出体心立方结构的Fe7Ni3型相镶嵌于面心立方结构的FeCu4型相中的均匀微结构,具有该结构的Cu75Ni5Fe20薄带的磁性能最佳,其Hc=627.1 Oe,Br=1997.4 Gs,Bs=6797.2 Gs。将性能最佳的Cu75Ni5Fe20薄带在435-835℃下退火处理后发现,随着退火温度的升高,体心立方结构的Fe7Ni3型相的含量逐渐升高,薄带的综合磁性能下降。在Cu-Ni-Fe-Co系合金中,随着Fe、Co、Ni含量减少以及Cu含量增加,调幅分解现象逐渐明显,调幅分解产物γ1相和γ2相的成分差异增大;晶粒尺减小,其中富Cu相易于积聚在晶界、亚晶界及大晶粒内部。在835℃退火30 min促进了调幅分解的发生,使硬磁性能提高。将性能最佳的Cu58Ni2Fe10Co30薄带在435-835℃下退火处理后,发现随着退火温度的升高,长条状γ1相形貌逐渐向球状转变,其磁性能与退火温度成反比,其中熔体快淬薄带的综合磁性能最佳,其Hc=646.12 Oe,Br=1493.8 Gs,Bs=5253.4 Gs。Al-Ni-Co系合金薄带在熔体快淬后仅发生少量调幅分解,但在835℃退火10 min后调幅分解程度增加。在Al-Ni-Co合金中添加1 wt%的B能够有效地减小晶粒尺寸,但会抑制调幅分解的发生;加入1 wt%的Si则利于加速合金的调幅分解。随着快淬速度从15 m/s增大到40 m/s,添加1 wt%Si的Fe-7.5Al-13Ni-36Co-3Cu-0.5Nb-5Ti-1Si退火薄带中晶界相含量增加,薄带的有序度提高,其中以15 m/s速度快淬的薄带在退火后磁性能最佳,此时Hc=1084.8 Oe,Br=7819.9 Gs,Bs=14133.0 Gs。
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