【摘要】：鐵基非晶合金依靠其獨(dú)特的性能,吸引了科研者們的關(guān)注�？蒲姓咴谧非蟠判阅軆�(yōu)異的基礎(chǔ)上不斷嘗試提高鐵基非晶合金中Fe元素的含量,然而在Fe元素含量增加的同時(shí),往往伴隨著非晶形成能力的下降,及矯頑力等其它性能的惡化。為解決以上難題,本學(xué)位論文研究Fe-B-P系非晶合金的制備及軟磁性能,通過(guò)近自由電子近似理論設(shè)計(jì)合金成分;通過(guò)快速凝固方法制得合金條帶;通過(guò)XRD測(cè)出合金的構(gòu)成成分;通過(guò)DSC測(cè)試對(duì)合金樣品進(jìn)行熱性能分析;通過(guò)VSM測(cè)出合金的磁學(xué)性能。研究?jī)?nèi)容如下:(1).基于近自由電子近似理論設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn):(Fe3P0.18B0.82)25及(Fe3P0.37B0.63)25合金樣品的電子濃度分別為1.59與1.68,與Fe-Si-B系非晶合金最佳非晶形成能力時(shí)的電子濃度1.6比較接近。對(duì)不同冷卻速度下制備的合金樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性及磁性能分析發(fā)現(xiàn):(Fe3P0.37B0.63)25合金比(Fe3P0.18B0.82)25合金非晶形成能力更高,而(Fe3P0.18B0.82)25合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度更高。(2).研究了合金(Fe85-xB10P5Nbx)(x=0,1,3,4,5)中Nb替代Fe時(shí),對(duì)α-Fe的析出及磁性的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著Nb元素含量由Oat%增加到5at%,合金中α-Fe晶化相的晶化面(200)面逐漸轉(zhuǎn)變成(110)面;這種α-Fe晶化相的晶面生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象在其它元素(Ni,Mo,Y,Cr,Si)添加時(shí)也有體現(xiàn);分析認(rèn)為當(dāng)Nb元素含量由Oat%增加到4at%時(shí),形成Fe-Nb團(tuán)簇,該行為抑制了α-Fe的析出,提高了合金的非晶形成能力。同時(shí)使得矯頑力降低;進(jìn)一步增加Nb元素的含量為5at%時(shí),形成的Nb-B團(tuán)簇導(dǎo)致α-Fe析出的趨勢(shì),降低了非晶形成能力,從而矯頑力開始增加。(3).Fe-Si-B系非晶合金的最佳非晶形成能力時(shí)的電子濃度1.6附近,根據(jù)此濃度值設(shè)計(jì)了 Fe含量高于83%的Fe-B-P-Sn非晶態(tài)合金,并對(duì)該非晶態(tài)合金樣品進(jìn)行制備、測(cè)試,研究添加Sn對(duì)Fe-B-P系合金的非晶形成能力(GFA)和磁性的影響。結(jié)果表明,相同F(xiàn)e元素含量下添加Sn有利于Fe基非晶合金飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的增強(qiáng);類金屬含量使得合金電子濃度值約1.6時(shí),Fe基非晶合金具有較高的非晶形成能力和較低的矯頑力。
[Abstract]:Iron-based amorphous alloys have attracted the attention of researchers because of their unique properties. On the basis of pursuing excellent magnetic properties, researchers try to increase the content of Fe in Fe-based amorphous alloys. However, with the increase of Fe content, the ability of amorphous formation and other properties such as coercivity often deteriorate. In order to solve the above problems, the preparation and soft magnetic properties of Fe-B-P amorphous alloy were studied in this dissertation. The alloy composition was designed by near-free electron approximation theory, the alloy strip was prepared by rapid solidification method, the composition of alloy was measured by XRD. The thermal properties of the alloy samples were analyzed by DSC and the magnetic properties of the alloys were measured by VSM. The research contents are as follows: (1). Based on the near-free electron approximation theory, it is found that the electron concentrations of (Fe3P0.18B0.82) 25 and (Fe3P0.37B0.63) 25 alloy samples are 1.59 and 1.68, respectively, which are close to that of the best amorphous forming ability of Fe-Si-B amorphous alloys. The structure, thermal stability and magnetic properties of the alloy samples prepared at different cooling rates were analyzed. It was found that the amorphous forming ability of (Fe3P0.37B0.63) 25 alloy was higher than that of (Fe3P0.18B0.82) 25 alloy, and the saturation magnetic induction intensity of (Fe3P0.18B0.82) 25 alloy was higher. (2) The effect of NB on the precipitation and magnetic properties of 偽 -Fe in the alloy (Fe85-xB10P5Nbx) was studied. The results show that with the increase of NB content from Oat% to 5 ata, the crystal plane (200) plane of 偽 -Fe crystal phase changes to (110) plane gradually, and the crystal plane growth transition of 偽 -Fe crystallization phase is also reflected in the addition of other elements. It is concluded that when NB content increases from Oat% to 4 at%, Fe-Nb clusters are formed, which inhibits the precipitation of 偽 -Fe and improves the amorphous formation ability of the alloy. At the same time, the coercivity was decreased, and the formation of Nb-B clusters resulted in a tendency of 偽 -Fe precipitation and decreased the amorphous formation ability when the NB content was 5 at%. As a result, the coercivity began to increase. (3) the electron concentration of the best amorphous alloy in Fe-Si-B system was about 1.6. According to this concentration, the amorphous Fe-B-P-Sn alloy with Fe content of more than 83% was designed, and the amorphous alloy sample was prepared and tested. The effect of Sn addition on the amorphous forming ability (GFA) and magnetic properties of Fe-B-P alloys was investigated. The results show that the addition of Sn at the same Fe content is beneficial to the enhancement of saturation magnetic induction strength of Fe-based amorphous alloys. When the electron concentration of the alloy is about 1.6, the amorphous alloy has higher amorphous forming ability and lower coercivity.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG139.8

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本文編號(hào)：2161836