【摘 要】
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铁基非晶/纳米晶合金具有良好的非晶形成能力、热稳定性、软磁性能及耐腐蚀性,在电力电子、变压器等领域具有很好的应用前景。然而,目前的铁基非晶/纳米晶合金在饱和磁感应强度方面与硅钢（约2.0 T）存在一定的差距,耐腐蚀性能方面也存在一定的缺陷,应用于变压器、海洋工程仍存在局限性。本文首先采用非自耗式微型金属熔炼炉和WK-Ⅱ高频感应真空单辊旋淬法制备Fe（Cu）-Si-B-P-C系合金薄带。然后运用X射
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铁基非晶/纳米晶合金具有良好的非晶形成能力、热稳定性、软磁性能及耐腐蚀性,在电力电子、变压器等领域具有很好的应用前景。然而,目前的铁基非晶/纳米晶合金在饱和磁感应强度方面与硅钢（约2.0 T）存在一定的差距,耐腐蚀性能方面也存在一定的缺陷,应用于变压器、海洋工程仍存在局限性。本文首先采用非自耗式微型金属熔炼炉和WK-Ⅱ高频感应真空单辊旋淬法制备Fe（Cu）-Si-B-P-C系合金薄带。然后运用X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）进行物相和显微结构的表征,运用差示扫描量热仪（DSC）对合金薄带的热力学参数和非等温晶化动力学特性进行测试,运用振动样品磁强计（VSM）测量合金薄带在淬态和退火态的软磁性能,系统研究了不同铜辊转速对Fe85Si2B8.5P3C1合金非晶形成能力、热稳定性、软磁性能的影响及非等温晶化动力学机制。研究了Cu元素部分替代Fe元素Fe85-xSi2B8.5P3.5C1Cu X（X=0,0.3,0.5,0.7,1 at.%）制备非晶/纳米晶合金,探究了Cu元素对合金结构、软磁性能与耐腐蚀性能的影响。本论文主要工作如下:（1）X射线衍射图谱结果表明,Fe85Si2B8.5P3C1合金的非晶形成能力随着铜辊转速的增大而提高,在40 m/s转速下制得完全非晶态合金;同时,将制得合金进行DSC测试发现,合金的热稳定性随着甩带速率的增加而有所提高。运用VSM进行软磁性能测试发现矫顽力随着转速的增加而降低。（2）通过对Fe85Si2B8.5P3C1非晶合金进行非等温晶化动力学特性测试,发现晶化起始温度和峰值温度对升温速率的敏感性与相变顺序有关,第一步晶化过程主要受二维生长机理控制,第二步晶化过程主要受三维生长机理控制,成核速率均为先增大后减小。（3）添加适量的Cu置换Fe可以提高Fe85-xSi2B8.5P3.5C1Cu X（X=0,0.3,0.5,0.7,1at.%）合金薄带的非晶形成能力和热稳定性,在480℃下退火3 min后Fe84.3Si2B8.5P3.5C1Cu0.7纳米晶合金Bs由原来的1.62 T提高到1.82 T,Hc由原来的14.2A/m下降到4.8 A/m。将退火前后的Fe84.3Si2B8.5P3.5C1Cu0.7纳米晶合金浸入3.5%的Na Cl溶液进行耐腐蚀性能测试,发现淬态合金表面有明显的腐蚀坑且有仙人球状和针状的腐蚀产物,但在480℃下退火保温3 min后合金表面没有腐蚀坑仅有微量的针状腐蚀产物,合金表面较为光滑平整。说明Fe84.3Si2B8.5P3.5C1Cu0.7非晶/纳米晶合金在退火温度为480℃保温3 min条件下具有良好的软磁性能和耐腐蚀性能。
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