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Fe基非晶-纳米晶软磁合金具有非晶基体和纳米级晶粒的双相结构,是一种新型磁性功能材料,具有高饱和磁感应强度、高磁导率、低矫顽力和低损耗等优异的软磁性能。特别是FINEMET合金体系(Fe-Si-B-Cu-Nb合金系),已在磁电子器件、航空航天、国防科技等领域展现出广泛的应用前景。然而,目前工业生产中的FINEMET合金含有过多的Zr、Hf及Ta等难熔、易氧化金属,影响了合金饱和磁化强度的提高,且生产成本较高,严重制约了Fe基非晶-纳米晶合金的推广应用。为解决上述问题,本文选择典型的FINEMET合金(Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3)作为研究对象,通过添加元素Y、V替代原成分中的Nb元素,得到新型铁基非晶纳米晶合金,研究其组织形态、热稳定性及软磁性能。此外,还初步探讨了铁基非晶宽带材的制备技术,制定了一系列在实际操作中的工艺参数,为非晶-纳米晶软磁合金的研究与应用提供一定的参考。本文采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、震动样品磁强计(VSM)、电子透射电镜(TEM)等分析了Y和V元素的添加对Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3非晶纳米晶合金的热稳定性与软磁性能的影响,实验结果表明:适量的Y元素的添加可以同时提高非晶合金的热稳定性与软磁性能。Y可抑制原子扩散,Y与O间较强的亲和力可有效吸附杂质、净化基体,从而抑制非均匀形核。以Y代Nb没有降低Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3合金的非晶形成能力,而且既增加合金的热稳定性,又提高饱和磁感应强度。其中Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb1Y2合金具有最佳的热稳定性,700℃退火10min时析出纳米晶尺寸约10nm,饱和磁感应强度达1.28T。适量的V元素的添加同样可以同时提高非晶合金的热稳定性与软磁性能。V元素与Nb元素原子核外电子分布情况相似,且V元素与组分中大多数元素有较大的负混合焓。其中,Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb1V1合金具有最佳的热稳定性,520℃退火10min时析出纳米晶尺寸约20nm,饱和磁感应强度达1.29T。本文采用单辊甩带法制备非晶合金宽带材。单辊法制备非晶宽带材的难点在于温度与喷嘴与滚面间的距离控制,由于增大带材的宽度,使得喷嘴的长宽比增大,喷嘴尺寸的改变使得喷嘴内合金熔液对壁面的冲刷,影响着最终合金熔液喷射的稳定性。除此之外,喷嘴尺寸的改变也使得冷却辊上熔池形状的改变,宽的熔池稳定性较差,易受辊子径向跳动、转速、熔池表面气流等影响,这两点是制备非晶宽带材的难点。经过实际操作反复试验,确定加热功率在30-40kw,喷嘴与滚面间距在2mm左右,可成功制备出20-50mm宽的非晶带材。