磁性非晶合金结构非均匀性和磁性的关系及磁性能调控

来源 :中国科学院大学(中国科学院物理研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:YAOXUEQIN
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非晶合金是由高粘性和非平衡态合金熔体快速冷却至室温制备的。非晶合金保持了液态原子排列长程无序,能量上处于亚稳态的特征。非晶合金长程有序的缺乏导致其磁晶各向异性的消失,所以非晶合金具有高磁弹耦合系数,其磁性能和磁畴结构在很大程度上取决于应力引起的各向异性。Fe基非晶合金具有优异的软磁性能,在电力、催化、环境等领域具有重要价值。本论文主要研究了磁性非晶合金结构非均匀性和磁性的关系以及磁性性能调控,包括在弯曲变形作用下铁基非晶合金条带中应力对磁性能的影响,以及退火和极低温深冷处理后应力弛豫效果对磁性能的影响。从实验和理论两个角度分析磁性非晶合金带材中压缩应力对磁性能行为的影响;系统讨论了磁化过程中磁感应强度的可抑制限制行为,应力弛豫对退火处理的影响,深冷处理对应力弛豫行为的影响,以及磁各向异性和应力弛豫的关联性。采用不同曲率半径缠绕状态下退火之后以同样的半径再缠绕方法,得到具有不同应力状态的磁性非晶合金带材,进而研究了应力对磁感应强度,矫顽力和有效磁导率的影响。在铁基磁性非晶合金带材中,压应力效应对磁性能起主导作用。在施加外磁场的作用下,压应力对磁感应强度的影响较大,这是由于180o畴壁的不可逆转动。通过在弯曲应力下的等温退火处理,我们发现应力弛豫和被缩小的磁各向异性是相关的。通过对各种退火处理后的居里温度和密度测量的研究,表明原子的堆积对铁基非晶合金中的磁感应强度有影响。由于非晶材料脆性的限制,在外应力的作用下由退火的应力弛豫受到限制。通过冷热循环处理,系统研究了磁性非晶合金的微观结构和磁性能的变化。我们发现,冷热循环处理导致微观结构的回复和老化之间的竞争,总体上来说,处理后会析出更多的流变单元,导致回复。磁性非晶合金中的这些变化可有效地消除了由热冲击带来的残余应力,并且在施加外磁场下会有较大量的畴壁位移和较小量的磁畴的转动。因此经过冷热循环处理后,磁感应强度,矫顽力和有效磁导率都有了一定的改善优化。从长程无序短程有序的角度出发,研究了在磁性非晶合金中应力对磁性能的关系,在施加外应力的时候应力弛豫行为,冷热循环处理对微观结构和磁性能的影响,这对理解磁性非晶合金的应力弛豫和磁性能行为有重要的意义。
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