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Hf元素對富鐵含量的Fe-(BSiP)-Cu體系合金的非晶形成能力與磁性能影響的研究

發(fā)布時間:2020-12-22 04:15
  富鐵非晶/納米晶合金,由于具備優(yōu)良的軟磁性能,如高的初始磁導率(μi)、低的矯頑力(Hc)、高的飽和磁化強度(Ms)及低的功率損耗(W),可以普遍應用于制作電抗器、變壓器、逆變電源、傳感器、濾波器、互感器等器件。在電力系統(tǒng)中,是代替硅鋼片最為理想的綠色材料,從而引起了廣泛的關注。然而,由于其具有相當高的鐵含量(83at.%以上),富鐵合金的非晶形成能力受到較大的局限,同時,由于缺少大尺寸的金屬元素,增加了熱處理過程中的析出α-Fe相的調控難度。因而,α-Fe相晶化的過程中容易發(fā)生其它化合物如Fe-B與Fe-(B,P)的析出,導致了晶化后的基體組織的磁性能難以達到最佳狀態(tài)。因此,在保障Fe含量的前提下,引入少量的大尺寸的金屬元素和少量的小尺寸的類金屬元素,采用微合金化的方法優(yōu)化富鐵合金的非晶成形能力,調控晶化過程的α-Fe相的形成,抑制其它相的析出,開發(fā)出新型的、具備優(yōu)良軟磁性能的富鐵非晶/納米晶合金具有很重要的學術和應用意義。本文采用Inoue經(jīng)驗準則、相似元素替代法及微合金化法進行富鐵非晶合金的成分設計,通過單輥快淬法制備了一系列具有優(yōu)異軟磁性能的富鐵非晶合金。利用X射線衍射技術(X... 

【文章來源】:廣東工業(yè)大學廣東省

【文章頁數(shù)】:150 頁

【學位級別】:博士

【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鐵基非晶/納米晶合金的發(fā)展史
        1.2.1 鐵基非晶合金的發(fā)展概況
        1.2.2 鐵基納米晶合金的發(fā)展概況
        1.2.3 富鐵非晶/納米晶合金的發(fā)展概況
    1.3 非晶合金的形成與制備
        1.3.1 非晶合金的形成機制
        1.3.2 非晶合金的制備工藝
        1.3.3 非晶合金制備工藝的影響因素
    1.4 非晶合金的納米晶形成機制
        1.4.1 非晶合金的結構弛豫
        1.4.2 非晶合金的晶化
        1.4.3 非晶合金晶化的影響因素
    1.5 添加元素對鐵基非晶合金的影響
        1.5.1 添加Co、Ni等鐵磁性元素的影響
        1.5.2 添加Cu元素的影響
        1.5.3 添加小原子元素B,Si,P等的影響
        1.5.4 添加大原子元素Zr,Nb,Mo,Hf等的影響
    1.6 添加元素化對富鐵非晶/納米晶合金的影響
        1.6.1 添加元素對晶化區(qū)間的影響
        1.6.2 添加元素對α-Fe相晶化的影響
        1.6.3 微合金化對化合物析出的影響
    1.7 富鐵非晶/納米晶合金的性能及應用
    1.8 本文研究意義和主要研究內容
        1.8.1 研究意義
        1.8.2 研究內容
第二章 合金成分的設計、制備及測試
    2.1 研究思路
    2.2 工藝流程
    2.3 合金成分設計
    2.4 實驗材料及制備
        2.4.1 實驗材料
        2.4.2 合金熔煉
        2.4.3 帶材制備
    2.5 熱處理工藝
    2.6 分析測試方法
        2.6.1 XRD衍射分析
        2.6.2 DSC熱分析
        2.6.3 VSM磁化測試
        2.6.4 矯頑力測試
86B13Cu1合金的非晶形成能力、晶化行為及磁性能的影響">第三章 Hf對富鐵Fe86B13Cu1合金的非晶形成能力、晶化行為及磁性能的影響
    3.1 引言
86B13Cu1)100-xHfx合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能">    3.2 (Fe86B13Cu1)100-xHfx合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能
86B13Cu1)100-xHfx合金的非晶形成能力">        3.2.1 (Fe86B13Cu1)100-xHfx合金的非晶形成能力
86B13Cu1)100-xHfx合金的熱穩(wěn)定性">        3.2.2 (Fe86B13Cu1)100-xHfx合金的熱穩(wěn)定性
86B13Cu1)100-xHfx合金淬態(tài)的磁性能">        3.2.3 (Fe86B13Cu1)100-xHfx合金淬態(tài)的磁性能
86B13Cu1)100-xHfx非晶合金晶化后的相結構與磁性能">    3.3 (Fe86B13Cu1)100-xHfx非晶合金晶化后的相結構與磁性能
86B13Cu1)100-xHfx非晶合金晶化后的相結構">        3.3.1 (Fe86B13Cu1)100-xHfx非晶合金晶化后的相結構
86B13Cu1)100-xHfx非晶合金晶化后的磁性能">        3.3.2 (Fe86B13Cu1)100-xHfx非晶合金晶化后的磁性能
86B13Cu1-yHfy合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能">    3.4 Fe86B13Cu1-yHfy合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能
86B13Cu1-yHfy合金的非晶形成能力">        3.4.1 Fe86B13Cu1-yHfy合金的非晶形成能力
86B13Cu1-yHfy合金的熱穩(wěn)定性">        3.4.2 Fe86B13Cu1-yHfy合金的熱穩(wěn)定性
86B13Cu1-yHfy合金的磁性能">        3.4.3 Fe86B13Cu1-yHfy合金的磁性能
86B13Cu1-yHfy非晶合金晶化后的相結構和磁性能">    3.5 Fe86B13Cu1-yHfy非晶合金晶化后的相結構和磁性能
86B13Cu1-yHfy非晶合金晶化后的相結構">        3.5.1 Fe86B13Cu1-yHfy非晶合金晶化后的相結構
86B13Cu1-yHfy非晶合金晶化后的磁性能">        3.5.2 Fe86B13Cu1-yHfy非晶合金晶化后的磁性能
    3.6 本章小結
86B13Cu0.5Hf0.5和Fe86B13Cu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、晶化行為及磁性能的影響">第四章 Fe增加對Fe86B13Cu0.5Hf0.5和Fe86B13Cu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、晶化行為及磁性能的影響
    4.1 引言
86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能">    4.2 Fe86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能
86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a合金的非晶形成能力">        4.2.1 Fe86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a合金的非晶形成能力
86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a合金的熱穩(wěn)定性">        4.2.2 Fe86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a合金的熱穩(wěn)定性
86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a合金的磁性能">        4.2.3 Fe86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a合金的磁性能
86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a合金晶化后的相結構與磁性能">    4.3 Fe86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a合金晶化后的相結構與磁性能
86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a非晶合金晶化后的相結構">        4.3.1 Fe86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a非晶合金晶化后的相結構
86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a非晶合金晶化后的磁性能">        4.3.2 Fe86+a(B13Cu0.5Hf0.5)14-a非晶合金晶化后的磁性能
86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能">    4.4 Fe86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能
86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b合金的非晶形成能力">        4.4.1 Fe86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b合金的非晶形成能力
86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b合金的熱穩(wěn)定性">        4.4.2 Fe86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b合金的熱穩(wěn)定性
86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b合金的磁性能">        4.4.3 Fe86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b合金的磁性能
86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b非晶合金晶化后的相結構與磁性能">    4.5 Fe86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b非晶合金晶化后的相結構與磁性能
86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b非晶合金晶化后的相結構">        4.5.1 Fe86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b非晶合金晶化后的相結構
86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b非晶合金晶化后的磁性能">        4.5.2 Fe86+b(B13Cu0.4Hf0.6)14-b非晶合金晶化后的磁性能
    4.6 本章小結
86B13-cSicCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、晶化行為及磁性能的影響">第五章 Si添加對Fe86B13-cSicCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、晶化行為及磁性能的影響
    5.1 引言
86B13-cSicCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能">    5.2 Fe86B13-cSicCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能
86B13-cSicCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力">        5.2.1 Fe86B13-cSicCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力
86B13-cSicCu0.4Hf0.6合金的熱穩(wěn)定性">        5.2.2 Fe86B13-cSicCu0.4Hf0.6合金的熱穩(wěn)定性
86B13-cSicCu0.4Hf0.6合金的磁性能">        5.2.3 Fe86B13-cSicCu0.4Hf0.6合金的磁性能
86B13-cSicCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的相結構與磁性能">    5.3 Fe86B13-cSicCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的相結構與磁性能
86B13-cSicCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的相結構">        5.3.1 Fe86B13-cSicCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的相結構
86B13-cSicCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的磁性能">        5.3.2 Fe86B13-cSicCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的磁性能
86B12.5Si0.5Cu0.4Hf0.6非晶合金的進一步探討">    5.4 Fe86B12.5Si0.5Cu0.4Hf0.6非晶合金的進一步探討
    5.5 本章小結
86B13-dPdCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、晶化行為及磁性能的影響">第六章 P添加對Fe86B13-dPdCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、晶化行為及磁性能的影響
    6.1 引言
86B13-dPdCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能">    6.2 Fe86B13-dPdCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能
86B13-dPdCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力">        6.2.1 Fe86B13-dPdCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力
86B13-dPdCu0.4Hf0.6合金的熱穩(wěn)定性">        6.2.2 Fe86B13-dPdCu0.4Hf0.6合金的熱穩(wěn)定性
86B13-dPdCu0.4Hf0.6合金的磁性能">        6.2.3 Fe86B13-dPdCu0.4Hf0.6合金的磁性能
86B13-dPdCu0.4Hf0.6非晶合金晶化的相結構與磁性能">    6.3 Fe86B13-dPdCu0.4Hf0.6非晶合金晶化的相結構與磁性能
86B13-dPdCu0.4Hf0.6非晶合金熱處理后的相結構">        6.3.1 Fe86B13-dPdCu0.4Hf0.6非晶合金熱處理后的相結構
86B13-dPdCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的磁性能">        6.3.2 Fe86B13-dPdCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的磁性能
86B12.5P0.5Cu0.4Hf0.6非晶合金的進一步探討">    6.4 Fe86B12.5P0.5Cu0.4Hf0.6非晶合金的進一步探討
    6.5 本章小結
86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、晶化行為及磁性能的影響">第七章 Si添加對Fe86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、晶化行為及磁性能的影響
    7.1 引言
86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能">    7.2 Fe86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性和磁性能
86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力">        7.2.1 Fe86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6合金的非晶形成能力
86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6合金的熱穩(wěn)定性">        7.2.2 Fe86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6合金的熱穩(wěn)定性
86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6合金的磁性能">        7.2.3 Fe86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6合金的磁性能
86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6非晶合金的晶化動力學">        7.2.4 Fe86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6非晶合金的晶化動力學
86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的相結構與磁性能">    7.3 Fe86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的相結構與磁性能
86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的相結構">        7.3.1 Fe86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的相結構
86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的磁性能">        7.3.2 Fe86B12SieP1-eCu0.4Hf0.6非晶合金晶化后的磁性能
86B12Si0.75P0.25Cu0.4Hf0.6非晶合金的進一步探討">    7.4 Fe86B12Si0.75P0.25Cu0.4Hf0.6非晶合金的進一步探討
    7.5 本章小結
結論
論文創(chuàng)新點
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】:
期刊論文
[1]非晶態(tài)物質的本質和特性[J]. 汪衛(wèi)華.  物理學進展. 2013(05)
[2]Formation and mechanical properties of ductile Fe-based amorphous alloys using a cast iron with minor addition of B and Al[J]. Kun Tian, Shujie Pang, Hua Men, and Tao Zhang Department of Materials Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100083, China.  Journal of University of Science and Technology Beijing. 2007(S1)



本文編號:2931114

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