用單輥快淬法和非晶晶化法制備Fe₇₆Co₆Zr₉B₉和Fe₇₆Co₆Zr₇Nb₂B₉非晶及納米晶合金,用多種測(cè)試手段對(duì)兩種合金的熱曲線、顯微組織及磁性能進(jìn)行測(cè)試,研究添加原子數(shù)分?jǐn)?shù)為2%的Nb對(duì)Fe₇₆Co₆Zr₉B₉合金結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明:不含Nb的Fe₇₆Co₆Zr₉B₉合金化產(chǎn)物含有亞穩(wěn)相及α-Fe（Co）相,其矯頑力（H_c）較大,為半硬磁合金材料;添加Nb的Fe₇₆Co₆Zr₇Nb₂B₉合金晶化產(chǎn)物僅含有α-Fe（Co）相,為良好的軟磁合金材料。添加原子數(shù)分?jǐn)?shù)為2%的Nb抑... 

【文章來(lái)源】：兵器材料科學(xué)與工程. 2020,43(04)北大核心CSCD

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圖1 兩種非晶合金的STA曲線

圖1 兩種非晶合金的STA曲線為進(jìn)一步了解Nb添加對(duì)合金顯微組織的影響，對(duì)兩種合金分別進(jìn)行掃描電鏡（SEM）（圖3a、b）和透射電鏡（TEM）（圖3a"、b"）測(cè)試，見(jiàn)圖3。兩種合金的形貌特征存在明顯區(qū)別。從掃描電鏡照片可以看出，F(xiàn)e76Co6Zr9B9合金（圖3a）表面顆粒尺寸較大，為200～800 nm;Fe76Co6Zr7Nb2B9合金（圖3b）較小，為50～150nm，兩種合金的顆粒尺寸相差較大。在Fe76Co6Zr9B9合金（圖3a"）的透射照片中觀察到晶粒尺寸約為150 nm的晶粒；而Fe76Co6Zr7Nb2B9合金（圖3b"）具有較小的晶粒尺寸，較均勻分布在剩余非晶基體中，晶�；境蕡A形，根據(jù)晶粒尺寸分布圖，平均晶粒尺寸約為9.1nm。原子數(shù)分?jǐn)?shù)為2%的Nb添加明顯減小了合金表面顆粒尺寸及內(nèi)部晶粒尺寸。

圖4為Fe76Co6Zr9B9和Fe76Co6Zr7Nb2B9非晶合金熱處理后的磁滯回線圖。Fe76Co6Zr9B9合金的磁滯回線面積相對(duì)較大。Fe76Co6Zr7Nb2B9合金的磁滯回線狹窄面積非常小，呈良好的軟磁合金特征。兩種合金的比飽和磁化強(qiáng)度分別為102.4、144.2 A·m2/kg；矯頑力分別為6.490、0.589 kA/m。α-Mn型相的析出導(dǎo)致Fe76Co6Zr9B9合金矯頑力較大，此時(shí)合金為半硬磁合金。Fe76Co6Zr7Nb2B9合金中α-Fe(Co）相較高的晶化體積分?jǐn)?shù)導(dǎo)致其具有高比飽和磁化強(qiáng)度，其較低矯頑力與該合金的晶化產(chǎn)物及α-Fe(Co）晶粒大小有關(guān)。研究表明，具有良好軟磁性能的Fe基合金通常由體心立方結(jié)構(gòu)、細(xì)小晶粒尺寸的α-Fe鐵磁晶粒和剩余非晶基體組成的兩相磁系統(tǒng)組成，當(dāng)合金的晶粒尺寸小于交換長(zhǎng)度（Fe基合金的交換相關(guān)長(zhǎng)度Lex≈20～40 nm[31]），鐵磁納米顆粒間通過(guò)剩余非晶基體發(fā)生磁交換耦合作用[32-33]，降低了合金的平均磁晶各向異性，從而獲得優(yōu)異的軟磁特性。Fe76Co6Zr7Nb2B9合金熱處理后的顯微組織為較小的α-Fe(Co）納米晶粒均勻分布在剩余非晶基體中，因此合金呈良好軟磁特征。3 結(jié)論


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