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与传统软磁材料相比,铁基非晶纳米晶合金具有更加优异的软磁性能而被广泛应用于电力、电子、信息和能源等高新技术领域。随着高新技术领域的进步以及时代的发展,对软磁材料提出了高频、微型、集成、低成本、节能和环保等新的需求。为满足这些需求,本文旨在研究成分及制备工艺相对简单,价格低廉且性能优异的铁基非晶合金,以及通过简单的热处理工艺提高商用铁基非晶纳米晶合金的磁性能,并用热处理后的商用非晶带材来设计和制备磁源。运用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、振动样品磁强计、软磁直流测量装置、高斯计等测试表征手段来分析和研究带材的形貌、结构、性能及磁源的磁场分布。具体研究内容和结论如下:(1)在高Fe(≥84at%)含量下成功制备性能优异的非晶带材,其中在40m/s的甩带速度下制备的Fe86Si2B12非晶带材性能最优,其矫顽力为6.3A/m,饱和磁化强度为1.64T。Fe含量升高到88时其非晶形成能力较差,不能得到非晶带材。(2)添加少量的Ni替换Fe84Si4B12非晶带材中的Fe,可以降低其矫顽力。添加2 at%的Ni时,Fe82Ni2Si4B12非晶带材的饱和磁化强度基本不变,矫顽力下降了41%。(3)商用1K101带材在420℃保温10min热处理后的综合磁性能最好。其矫顽力为3.7A/m,降低了40%,饱和磁化强度为1.60T,提高了2%。1K107B带材在480℃保温10min热处理后的综合磁性能最好。其矫顽力为1.5A/m,降低了92%,饱和磁化强度为1.24T,提高了1%。(4)1K107B原始带材及在400℃保温10min的带材均为成分均匀,结构单一的非晶相。在500℃保温10min的带材为非晶纳米晶结构,合金中的晶粒大小为8-15nm。(5)带材在不同温度热处理达到最佳磁性能所需的保温时间各不相同,与α-Fe相的析出有关。1K101带材在400℃保温40min、420℃时保温10min时磁性能最好,在500℃时都比较差,因为500℃时带材晶化十分明显。1K107B带材在400℃保温80min、480和500℃保温10min时磁性能最好。(6)理论计算结果表明,小型磁源线圈在磁芯位置产生的磁场大小与测量结果比较吻合,但与尺寸更大的中型磁源比较则相差较大。小型和中型磁源测试的结果表明磁场在Y轴作用方向上衰减很快,需要在端口增加一个汇聚磁力线的尖端。