Fe(Co)-Hf-B-Cu高温软磁合金形成及磁脉冲处理效应

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铁基非晶态合金具有优良的软磁性能,是一种极具应用前景的功能材料。随其高温稳定性的提高,越来越受到国内外研究人员的广泛关注。本文首先对(Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1合金进行了化学成分设计,然后用真空电弧炉冶炼获得母合金,最后以熔体急冷单辊法制备了(Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1(x=0、0.05、0.1、0.3)非晶合金条带,薄带厚度在30μm-4μm,宽度在3 mm左右。以X射线衍射分析等方法对所制备的合金薄带进行了分析表征,结果表明x=0、0.1两种成分合金条带出现了明显的晶化,而x=0.05、0.3两种成分的合金条带的X射线衍射花样则表现为有一非晶包,为完全非晶态。透射电镜分析表明Fe82Co4Hf7B6Cu1和Fe60Co26Hf7B6Cu1淬态合金条带的衍射环为宽化了的漫散环状结构,且基体形貌衬度均匀,由此可以判断其淬态的薄带为非晶态。这两个试样的穆斯堡尔谱均为不对称的展宽的六线谱,且第2、5峰峰高明显大于第1、6峰峰高,具有明显的非晶态特征。对非晶薄带进行了低频脉冲磁场处理,脉冲磁场参数分别为:脉冲频率10-40Hz、脉冲时间90-300s、脉冲场强150-350 Oe。利用穆斯堡尔谱(MS)、振动样品磁强计(VSM)、透射电子显微镜(TEM)、示差热分析(DTA)和显微硬度计等方法,对磁脉冲处理的(Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1非晶合金的微观结构、热稳定性、磁性能和力学性能等进行了研究。热分析表明,淬态的Fe82Co4Hf7B6Cu1和Fe60Co26Hf7B6Cu1合金条带的DTA曲线均有两个放热峰,二者分别对应非晶的晶化析出峰,随着升温速率的增加,晶化析出峰均向高温方向移动。通过计算发现Fe60Co26Hf7B6Cu1的晶化激活能为1.59ev比Fe82Co4Hf7B6Cu1的2.25ev低,即Co含量大的非晶条带不稳定,容易发生晶化。非晶合金的低频脉冲磁场处理,可导致试样室温微量晶化。随脉冲磁场频率、场强的增加或处理时间的延长,晶化相的晶化析出量有增加的趋势。对Fe82Co4Hf7B6Cu1和Fe60Co26Hf7B6Cu1非晶条带的磁脉冲处理后的软磁性能初步测量发现,Fe82Co4Hf7B6Cu1在不同场强处理条件下的饱和磁化强度与淬态相比有所降低;而Fe60Co26Hf7B6Cu1的饱和磁化强度随脉冲磁场频率的增加,其矫顽力和饱和磁化强度呈非单调变化,当H=222Oe、T=240s、f=20Hz时软磁性能最好。
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