脉冲磁场处理对Fe基非晶结构及性能的影响

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基于非晶合金所特有的原子结构和优于普通材料的性能,自其问世以来,一直受到材料科学工作者的青睐。铁基非晶合金是应用最为广泛的一类非晶合金。本文使用(Fe74Ga2P9.65B4.6Si3C6.75)98Nb2非晶合金作为研究对象,采用不同的预处理手段(预处理分为分步退火预处理和脉冲磁场预处理)对其进行预处理之后再进行晶化处理,然后通过XRD、DSC、VSM等检测手段对其进行综合分析,以期得到不同的预处理方法对铁基非晶合金晶化行为的影响,以及对晶化后材料结构和性能的影响。  将非晶合金样品经过不同的退火预处理之后进行XRD分析并与淬态样对比发现,经过预处理的非晶样品在2θ角在45°~55°之间的峰形更加尖锐,非晶合金的原子结构发生弛豫更加剧烈,其中经过两步退火之后的铁基非晶合金,部分晶化后,其析出相的种类更加复杂。经过晶化处理之后,在非晶基体相析出的磁性颗粒(α-Fe,BFe)对非晶纳米晶合金的软磁性能影响显著。通过对不同温度预退火的合金材料的Ms、Hc、Mr和Mr/Ms四项磁性能参数比较表明:预退火处理能提高非晶合金晶化后的软磁性能,其中经两步退火预处理后晶化的样品软磁性能更加优异。  本文同时采用了脉冲磁场作为另一种预处理手段,分析表明,经过磁场预处理的非晶合金样品,能够增加非晶合金的形核核心,细化晶粒,且能够析出更多的晶化相。晶化处理能提高样品的热稳定性,同时经过脉冲磁场处理的合金的热稳性比淬态非晶合金的热稳定性要好。在对比其晶化面积时,随着接受脉冲磁场次数的增加,经过晶化处理后其晶化相体积分数显著增加。脉冲磁场作用的时间越长,非晶合金晶化相析出的体积越大,脉冲磁场作用的时间越小,非晶合金晶化相析出的体积越小。  VSM结果表明:样品合金晶化后的饱和磁化强度和矫顽力随着磁场脉冲次数的增加有增大的趋势,矫顽力增大的幅度略高于饱和磁化强度增加的幅度。而磁场处理过的样品剩磁比明显比未经过磁场处理样品的剩磁比小,且随着磁场脉冲次数的增加有减小的趋势。说明脉冲磁场处理作为一种预处理手段对(Fe74Ga2P9.65B4.6Si3C6.75)98Nb2非晶合金的软磁性能影响显著。
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