含Co FINEMET纳米晶合金的磁致伸缩与有效磁各向异性研究

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研究了非晶(Fe0.5Co0.5)73.5Nb3Si13.5B9Cu1、(Fe0.5Co0.5)73.5Nb2V1Si13.5B9BCu1和(Fe0.5Co0.5)73.5Mo3Si13.5BB9Cu1合金在不同温度退火后的微观结构与软磁性能。重点研究了上述三种FeCo基合金纳米晶化后的饱和磁致伸缩和有效磁各向异性与退火温度的关系及其对软磁性能的影响。研究结果表明,上述三种非晶合金在一定温度纳米晶化退火后可形成α-FeCo(Si)晶化相和剩余非晶相组成的双相纳米晶结构。退火温度对合金的微观结构和磁性能有明显的影响,随着退火温度的提高,纳米晶粒尺寸及晶体相体积分数发生了明显的变化,因而导致了软磁性能的变化。利用磁化强度小角偏转法测定了纳米晶(Fe0.5Co0.5)73.5Nb3Si13.5BB9Cu1、(Fe0.5Co0.5)73.5Nb2V1Si13.5B9BCu1和(Fe0.5Co0.5)73.5Mo3Si13.5BB9Cu1合金的饱和磁致伸缩系数λs,约20-90ppm,随着退火温度Ta的提高,饱和磁致伸缩系数λs逐渐增大。这是由于FeCo基纳米晶合金的晶化相α-FeCo(Si)的磁致伸缩系数为正值并大于非晶相的磁致伸缩系数,随着Ta的增大,晶化相α-FeCo(Si)的体积分数不断增大,导致合金的磁致伸缩显著增大。矫顽力Hc也随着退火温度的增大而增大,与λs的变化规律一致,证明λs通过与残余内应力耦合的磁弹各向异性对合金的软磁性能有很大影响。同时利用多晶材料趋定饱和定律测定了FeCo基纳米晶合金的有效磁各向异性<K>,结果表明<K>与Hc的变化规律明显不一致。FeCo基纳米晶合金的λs随退火温度的变化规律与Fe基纳米晶合金完全相反。大磁致伸缩系数导致了FeCo基纳米晶合金的矫顽力远大于Fe基纳米晶合金。Co的加入使合金的磁致伸缩系数增加了一个数量级,导致了矫顽力明显的增大,这很好的解释了FeCo基纳米晶合金的常温软磁性能不如Fe基纳米晶合金的原因。同时本文还研究了V、Mo等化学元素的加入对纳米晶磁致伸缩系数和各向异性的影响。
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