磁场退火对非晶合金晶化的影响

1144766066 · 发表于 2022-4-13 13:31:01

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具有一定韧性的高温软磁材料是成功开发航空航天和高技术武器系统的关键材料。在其制备过程中，经过多年对普通晶态软磁材料的研究和应用后，逐渐转向开发通过快速凝固技术制备软磁性能和韧性更优异的非晶合金。但其制备方法的局限，制备综合性能优异的非晶软磁合金依旧具有挑战。磁场退火可以影响材料的晶化，调控材料的组成和结构，制备出综合性能优异的软磁合金材料。本论文研发了具有一定韧性的铁钴基非晶软磁合金，其初始晶化温度达620℃以上。同时发现对钴基非晶合金薄带进行磁场退火可形成梯度结构，提出利用磁场退火处理来制备功能梯度材料。研究成果对高温非晶软磁材料的形成和功能梯度材料的制备提供了实验参数，为以后的研究提供理论指导。在探索耐高温的非晶软磁材料成分时，其结果显示铁钴比和元素添加对其有重要影响。成分为Fe61Co13Zr7Hf6B13的合金薄带的初始晶化温度为655℃，成分为Fe55.5Co18.5Zr7Hf6B13的合金薄带的初始晶化温度为628℃。这两个成分均有良好的韧性和软磁性能，是可以开发应用的耐高温的软磁材料的成分。在探索磁场退火对非晶合金晶化的影响时，结果显示，退火过程中，外加磁场以及磁场的方向对薄带样品断面析出相、析出相尺寸、结晶化以及薄带样品热力学性能有重要的影响。纵向磁场有利于合金薄带表层的晶化，表层比中间层有更多析出的晶粒，这样在合金薄带的断面上就形成了梯度材料。横向磁场退火后，合金薄带样品在断面上同样形成梯度结构，即表层是中程有序相，中间层是非晶纳米晶相。具有这类梯度结构的合金薄带的玻璃转化温度升高，主要和次要晶化温度降低，并且第三结晶阶段消失。与淬态合金薄带和无磁场退火后的合金薄带相比，磁场退火处理后的合金薄带的第一晶化热明显降低。

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