Fe基非晶纳米晶合金软磁性能及其固体与分子经验电子理论研究

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Fe基非晶合金具有优异的软磁、力学及耐腐蚀等性能,在功能及结构材料领域具有广阔的应用前景。Fe基非晶合金在作为软磁材料应用前,一般需要对其进行退火,形成非晶纳米晶复合材料,来提高其饱和磁感应强度。因此有必要对Fe基非晶合金的退火条件及析出相进行研究。本文将Cu作为纳米晶孕育剂加入到Fe基非晶合金中,研究Cu的添加对(Fe70Co6P4.8Si4.8B9.6)100-xCux(x=0,0.1,0.3,0.5)非晶合金非晶形成能和软磁性能以及退火后析出相的影响,并通过固体与分子经验电子理论对(Fe70Co6P4.8Si4.8B9.6)100-xCux(x=0,0.1,0.3,0.5)非晶合金磁矩进行了理论计算,主要研究结果如下:(1)通过单辊旋淬法成功制备出了(Fe70Co6P4.8Si4.8B9.6)100-xCux(x=0,0.1,0.3,0.5)非晶合金条带;(2)(Fe70Co6P4.8Si4.8B9.6)100-xCux(x=0,0.1,0.3,0.5)非晶合金的热稳定性较好,(Fe70Co6P4.8Si4.8B9.6)100-xCux(x=0,0.1,0.3)非晶合金的晶化激活能大于纯铁的晶化激活能,当Cu含量为0.5%时,(Fe70Co6P4.8Si4.8B9.6)99.5Cu0.5非晶合金的晶化温度迅速下降到769K,与该非晶合金的晶化激活能迅速下降相符合;(3)(Fe70Co6P4.8Si4.8B9.6)100-xCux(x=0,0.1,0.3,0.5)非晶合金条带具有较好的软磁性能,饱和磁感应强度分别为165.86、164.52、158.38和147.04(A·m2)/kg,矫顽力分别为0.31、0.46、0.29、0.51kA/m,随着Cu的添加,饱和磁感应强度逐渐降低,矫顽力有增大趋势;(4)退火后(Fe70Co6P4.8Si4.8B9.6)100-xCux(x=0.1,0.3,0.5)非晶合金的软性能有所提高,饱和磁感应强度提高到174.67、162.52、152.00(A·m2)/kg;(5)通过固体与分子经验电子理论计算的磁矩理论值与磁矩实验值误差小于10%,符合一级近似要求。实现了在价电子层面上的非晶合金的磁矩的理论计算,对优化非晶合金软磁性能、开发和设计新成分的非晶合金具有一定的指导意义。
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