發(fā)布時間：2020-04-30 01:32

【摘要】：鐵基納米晶軟磁合金由于其優(yōu)異的軟磁性能(如低矯頑力、低鐵損、高磁導(dǎo)率等)而引起了科研工作者的極大興趣,而且典型的Fe-Si-B-Nb-Cu合金在電子電力器件中有著一定范圍的應(yīng)用。然而,由于其飽和磁感應(yīng)強度較低,相同功率載荷下磁芯體積更大,因此不利于設(shè)備的小型化。我們組新近在Fe-Si-B-Cu系合金中開發(fā)了兼具高飽和磁感應(yīng)強度(~1.77 T)和低矯頑力(~7 A/m)的納米晶軟磁合金。該納米晶軟磁合金的特點是對Cu的依賴性較強,只有當(dāng)Cu含量達到1.7 at.%時,才能獲得上述優(yōu)異軟磁性能。為了進一步挖掘該合金的性能,實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用,本文通過合金元素(Co、Nb和V)添加的方法對該納米晶合金的軟磁性能進行調(diào)節(jié)和改善。旨在研究Co、Nb和V合金元素添加對Fe-Si-B-Cu合金組織結(jié)構(gòu)及其性能的影響,為合金能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用提供理論和實驗依據(jù)。本論文主要內(nèi)容有:1.Co元素添加可以提高Fe_(81.3-x)Si_4B_(13)Cu_(1.7)Co_x(x=0-40)合金的熱穩(wěn)定性和飽和磁感應(yīng)強度。當(dāng)x=10時,納米晶合金的飽和磁感應(yīng)強度顯著提升,可達~1.81 T,而后隨Co添加量的增加逐漸降低,當(dāng)x=40時,其值為~1.63 T。納米晶合金的矯頑力隨Co添加量的增加快速增大,這不僅與晶粒尺寸增大有關(guān),可能還受到磁各向異性和磁致伸縮系數(shù)的影響。2.Nb元素添加能夠有效提升Fe_(83-y)Si_4B_(13)Cu_y(y=1.3,1.7)合金的非晶形成能力以及熱穩(wěn)定性,拓寬合金獲得最小矯頑力的退火溫度區(qū)間。對于Fe_(81.7-x)Si_4B_(13)Cu_(1.3)Nb_x(x=0-4)合金,隨Nb含量的增加,合金的矯頑力由~370 A/m(x=0)降低至~2.4 A/m(x=4),這是由于合金的晶粒尺寸隨Nb含量快速減小的結(jié)果;對于Fe_(81.3-x)Si_4B_(13)Cu_(1.7)Nb_x(x=0-4)合金,當(dāng)0x≤2時,合金的矯頑力隨Nb含量的增加而增大,而后隨Nb含量的繼續(xù)增加逐漸降低,當(dāng)x=4時,矯頑力為~2.1 A/m。合金的飽和磁感應(yīng)強度隨Nb含量的增加而逐漸降低,當(dāng)x=4時,其值約為1.41 T。3.V元素添加可以提升Fe_(83-y)Si_4B_(13)Cu_y(y=1.3,1.7)合金的熱穩(wěn)定性,并拓寬合金獲得最小矯頑力的退火溫度區(qū)間。Fe_(81.7-x)Si_4B_(13)Cu_(1.3)V_x(x=0-4)合金的矯頑力隨V含量的增加逐漸降低;Fe_(81.3-x)Si_4B_(13)Cu_(1.7)V_x(x=0-4)合金的矯頑力在x=1時最大,約為30 A/m,而后隨V含量的增加逐漸降低,當(dāng)x=4時,矯頑力值約為8 A/m。Fe_(83-x-y)Si_4B_(13)V_xCu_y(y=1.3,1.7)合金的飽和磁感應(yīng)強度隨V含量的增加逐漸降低,當(dāng)x=4時,y=1.3和1.7合金的飽和磁感應(yīng)強度約為1.52 T,高于相同含量的Nb添加系列合金。
【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】：TG132.271

【參考文獻】

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本文編號：2645231