【摘要】：鐵基塊體非晶合金因其優(yōu)異的軟磁性能在高性能磁性功能材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而多數(shù)鐵基塊體非晶合金中均含有Al、Ga、Nb、Mo、Y等非晶形成元素,它們的存在有效地提高了合金的非晶形成能力(GFA),但也降低了合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度,增加了合金的原料及制備成本。因此,開發(fā)不含上述元素且兼具高GFA和優(yōu)異軟磁性能的新型“Fe-類金屬”型鐵基塊體非晶合金具有重要意義。高熵塊體非晶合金的發(fā)展為塊體非晶合金的設(shè)計提供了新思路。最近,我們首次成功研制出具有良好軟磁性能和極高強(qiáng)度的Fe-Co-Ni-(P,C,B)及Fe-Co-Ni-(B,Si)系高熵塊體非晶合金,但其GFA較低。因此,發(fā)展具有更高GFA的新型軟磁性高熵塊體非晶合金依然是一個值得研究的課題。本工作以Fe_(75)P_(10)C_(10)B_5非晶合金為基礎(chǔ),通過相似元素替代的方法分別制備了具有高GFA的新型軟磁性Fe-P-C-B-Si系塊體非晶合金和Fe-Co-Ni-(P,C,B,Si)系高熵塊體非晶合金,并考察了合金成分與熱性能、GFA、軟磁性能和力學(xué)性能間的關(guān)系,同時分析澄清了合金GFA提高的機(jī)理。主要結(jié)論如下:1.添加Si可提高Fe-P-C-B系合金的GFA。其中Fe_(75)P_(10)C_4B_5Si_6和Fe_(75)P_(10)C_2B_5Si_8合金的非晶形成臨界直徑(d_c)達(dá)到4 mm,在“Fe-類金屬”型非晶合金中為最大值。2.Fe-P-C-B-Si系塊體非晶合金具有優(yōu)異的軟磁和力學(xué)性能。它們的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度(B_s)、矯頑力(H_c)、壓縮屈服強(qiáng)度(σ_y)和塑性變形(ε_p)分別在1.37-1.40 T、0.62-2.80 A/m、3145-3668 MPa和2.7-6.1%的范圍。3.在Fe-P-C-B-Si塊體非晶合金的基礎(chǔ)上,通過提高Fe含量及優(yōu)化合金成分,研制出了B_s值最高的Fe基塊體非晶合金,其B_s值達(dá)到1.64 T。4.研發(fā)出新型TM(P,C,B,Si)_(25)(TM=Fe_(25)Co_(25)Ni_(25))系高熵塊體非晶合金,該合金在寬的成分范圍TM(P_(0.4-0.5)C_(0.1-0.3)B_(0.2-0.3)Si_(0.1-0.3))_(25)內(nèi)可形成塊體非晶,其中,TM(P_(0.4)C_(0.2)B_(0.2)Si_(0.2))_(25)和TM(P_(0.5)C_(0.1)B_(0.2)Si_(0.2))_(25)合金的d_c達(dá)到2.0 mm。5.TM(P,C,B,Si)_(25)系高熵塊體非晶合金具有良好的軟磁和力學(xué)性能,其中TM(P_(0.4)C_(0.2)B_(0.2)Si_(0.2))_(25)合金的B_s、H_c、σ_y和ε_p分別為0.85 T、0.8 A/m、3076 MPa和1.9%。6.通過解析合金冷卻凝固后的組織結(jié)構(gòu),澄清TM(P,C,B,Si)_(25)合金GFA提高的機(jī)理:即高熵合金中具有復(fù)雜面心立方結(jié)構(gòu)的(Fe,Co,Ni)_(23)(C,B)_6相與(Fe,Co,Ni)_3B和(Fe,Co,Ni)_3P三相同時競爭形成,使結(jié)晶過程更加困難,進(jìn)而提高了高熵合金的GFA。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG139.8

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2630496