铁基大块非晶合金的制取和磁性

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近年来发现一系列具有宽阔过冷液相区(低于晶化开始温度Tx)ΔTx的合金系,即所谓的“金属玻璃合金”,并有些合金已实用化。日本Alps电气公司与东北大学金属材料研究所等合作,共同研究了利用单辊熔体快淬法以及铸造法和粉末冶金法制取大块非晶试样的可能性及其组织和磁性。指出具有大ΔTx的合金系都具有如下的三个共同的特征:(1)均为3个以上组成元素的多元系;(2)主要组成元素的原子尺寸比之差大于12%;(3)主要组成元素都具有较大的负值混合热。rn利用铸造法制备大块非晶合金时,选用了ΔTx=60K的Fe70Al5Ga2P9.65C5.75B4.6Si3成分的母合金,在高频感应炉中于氩气氛中熔化并利用176kPa的氩气压力压铸入圆环形铜模中铸造成试样,试样外径10mm×内径6mm×厚1mm。获得非晶组织的铸造试样,其矫顽力(Hc)为2.2A/m,比薄带非晶试样(Hc=3.7A/m)小得多,最大磁导率μmax为110000,比非晶薄带试样(μmax=27000)大得多。大块非晶的软磁特性好得多,是因为它们的磁畴结构不同所致。造成磁畴构造不同的原因在于:由于铸造法与单辊法在冷却速度上显著不同,在制取试样时引入的应力及其分布也有很大不同,铸造试样的厚度要比薄带试样厚50倍之多,也对应力分布产生很大影响。因而铸造合金的饱和磁致伸缩λs约为20×10-6是相当大的,这也对磁畴构造有很大影响。另外,由同样成分的铁基合金制得的非晶粉末,可通过放电等离子烧结法制得软磁特性优越的大块非晶试样,其软磁特性虽不如铸造试样,但其Hc=12A/m、μmax=8000,也是相当好的。
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