【摘 要】
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非晶纳米晶合金具有优异的软磁性能,目前已广泛应用于变压器、扼流圈、整流器等。本文采用单辊熔体急冷法制备三个系列合金分别进行研究。首先,将合金元素熔融甩带制备成(Fe0.8Co0.2)72.7-xAl0.8Si17.5Nb3Cu1B5Gex（x=0,0.5,1）非晶条带,然后热处理发生晶化形成纳米晶。重点研究其微观结构、结晶过程和初始磁导率。分别用差示扫描热量仪和X射线衍射测试了合金的结晶过程和微观
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非晶纳米晶合金具有优异的软磁性能,目前已广泛应用于变压器、扼流圈、整流器等。本文采用单辊熔体急冷法制备三个系列合金分别进行研究。首先,将合金元素熔融甩带制备成(Fe0.8Co0.2)72.7-xAl0.8Si17.5Nb3Cu1B5Gex（x=0,0.5,1）非晶条带,然后热处理发生晶化形成纳米晶。重点研究其微观结构、结晶过程和初始磁导率。分别用差示扫描热量仪和X射线衍射测试了合金的结晶过程和微观结构。随着Ge替代的影响,给出了初始磁导率随温度的变化关系。结果表明,Ge元素的加入提高了非晶态(Fe0.8Co0.2)72.7Al0.8Si17.5Nb3Cu1B5合金的居里温度,从而提高了合金的高温软磁性能。与不含Ge元素的合金相比,(Fe0.8Co0.2)71.7Al0.8Si17.5Nb3Cu1B5Ge1合金在640℃退火0.5h后,表现出更好的室温和高温软磁性。第二,制备(Fe0.9Co0.1)72.7Al0.8Si13.5Nb3Cu1B9-xVx（x=0,1,1.5,2）系列非晶薄带。研究了V元素部分取代B对合金结构、结晶过程及软磁性能的影响。用X射线衍射仪对其微观结构进行了分析。根据XRD图谱计算晶化体积分数(Vcry)和晶粒间非晶层厚度（（43））,从而分析了不同温度下的热处理和不同V含量的掺杂对结晶的影响。利用初始磁导率随温度的变化分析了合金的软磁性能。结果表明,V的加入降低了(Fe0.9Co0.1)72.7Al0.8Si13.5Nb3Cu1B9合金带的非晶形成能力,提高了合金的热稳定性和抑制了晶化过程中晶粒的长大。此外,随着V含量的增加,室温软磁性能得到改善。在620℃退火后,x=1.5的合金表现出了最佳的高温软磁性能,为开发高温软磁材料提供了有参考价值的实验结果。第三,制备了(Fe0.9Co0.1)72.7Al0.8Si13.5B9-xCu1Nb3Tix（x=0,1,2）系列非晶条带。研究了用Ti代替B对(Fe0.9Co0.1)72.7Al0.8Si13.5B9-xCu1Nb3Tix（x=0,1,2）合金条带的非晶形成能力、热稳定性能和磁性能的影响。结果表明,适量Ti的加入,提高了合金的居里温度和非晶形成能力,同时扩大了热处理的温度范围,使合金具有较好的软磁性能。(Fe0.9Co0.1)72.7Al0.8Si13.5B9Cu1Nb3Ti1合金经退火后,表现出良好的软磁性能,其特征是在频率10k Hz时初始磁导率高达18000,饱和磁化强度高达1.31T,晶化体积分数高达81%,在频率为1000Hz时磁芯损耗低达0.279W/kg。
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