Co添加对FeSiBCuNb非晶纳米晶合金软磁性能的影响

通过单辊甩带法制备成分为Fe_(80.5-x)Co_(x)Si_(3.5)B_(13.5)Cu_(1)Nb_(1.5)(x=0,3,5,7,9)非晶合金带材,研究了Co含量及退火温度对非晶纳米晶合金软磁性能与组织结构的影响。其中,退火温度为510℃,Co含量x=5时,Fe_(75.5)Co_(5)Si_(3.5)B_(13.5) Cu_(1)Nb_(1.5)非晶合金形成了由非晶基体和纳米晶粒组成的双相结构,晶粒尺寸D约为13.5 nm,具有低矫顽力H_(c)=2.5 A/m及高饱和磁感应强度B_(s)=1.59 T,获得了优异综合软磁性能。通过磁光克尔(magnetic-optical kerr,MOKE)显微镜观测合金表面磁畴结构,当退火温度为510℃,Co含量x=5时,内应力释放相对完全,纳米晶微观结构更加均匀,条状磁畴更清晰平直,磁畴的变化与H_(c)变化相对应。

串联磁致伸缩生物传感器的制备和食品中大肠杆菌的检测

磁致伸缩生物传感器的制造成本、检测灵敏度、检测效率是影响传感器广泛应用的重要因素。为研究串联磁致伸缩生物传感器对食品中大肠杆菌的检测性能,该研究研制了一种新型串联磁致伸缩生物传感器,该传感器的换能器采用铁基非晶软磁合金,功能涂层采用环保亲水材料聚乙烯醇。将不同尺寸的单一传感器作为对照组,利用阻抗分析仪检测传感器的谐振参数。选取尺寸为4.8 mm×0.8 mm与7.2 mm×1.2 mm的传感器进行串联,将无抗体加载的传感器作为参考传感器,检测浓度为10~10^(8)CFU/mL大肠杆菌悬浮液。利用扫描电子显微镜观察传感器表面吸附致病菌情况。探索串联磁致伸缩传感器检测大肠杆菌食品溶液时谐振频率漂移量与浸泡时间的关系。研究发现:该串联磁致伸缩生物传感器相较于单一传感器具有更好的响应强度。通过对不同浓度大肠杆菌悬浮液的检测,得到该串联抗体传感器与大肠杆菌发生特异性结合,检测限为10^(2)CFU/mL。利用扫描电子显微镜观察传感器表面,证实谐振频率偏移量均由吸附大肠杆菌引起。利用阻抗分析仪检测串联传感器在大肠杆菌食品溶液中浸泡不同时间后的谐振频率漂移量,得到传感器实现稳定检测时间为20 min。表明此新型串联磁致伸缩生物传感器具有较高的灵敏度、稳定性、检测效率且制造简单,成本较低,使用方便。该研究可为生物传感器在食品安全检测方面的广泛应用提供有力参考。

Al掺杂对Fe基非晶纳米晶合金制备与软磁性能的影响

组元多样性是改善Fe基非晶纳米晶合金非晶形成能力和软磁性能的重要方式之一,基于Nanomet合金,通过Fe基二元相图设计成分,利用单辊甩带法制备出Fe_(80)(Al_(x)Si_(y))_(2.4)B_(12.6)P_(4)Cu_(1)(x/y=0,1/5,1/2,1/1,2/1)合金,探讨了x/y变化对合金非晶形成能力、热稳定性与软磁性能的影响,研究表明,x/y比例的提高能够增强合金的初晶相晶化温度与非晶形成能力,当x/y=1时,Fe_(80)(Al_(1)Si_(1))_(2.4)B_(12.6)P_(4)Cu_(1)合金的非晶形成能力较高,退火温度窗口拓宽,在500℃退火1 min后表现出优异的软磁性能,其中矫顽力为1.27 A/m,磁导率达17551,由于Fe含量并没有变化,Al的掺杂对合金的饱和磁感应强度影响较小。

阻断剂对磁致伸缩生物传感器性能的影响

病菌的非特异性结合是影响生物传感器性能主要因素之一,而阻断剂是降低病菌非特异性结合的主要途径之一。本文以李斯特菌为目标病菌,对磁致伸缩生物传感器进行不同的生物加载处理,包括:无生物加载,抗体加载,阻断剂酪蛋白加载,阻断剂牛血清白蛋白加载。通过上述传感器对李斯特菌的检测实验,研究阻断剂的阻断效率以及其对磁致伸缩生物传感器性能的影响。实验结果表明,上述两种阻断剂均可以显著降低李斯特菌与磁致伸缩生物传感器表面的非特异性结合,提高磁致伸缩生物传感器的稳定性能。

热处理对压铸AZ91D镁合金的组织及腐蚀行为的影响

采用金相显微镜、XRD、SEM、极化曲线以及盐雾腐蚀实验等方法对压铸、固溶(T4)及人工时效(T6)AZ91D镁合金样品的组织结构演变及腐蚀行为进行了研究。结果表明,薄壁压铸AZ91D镁合金在415℃下保温6h后,β-Mg17Al12相完全溶解;200℃人工时效2h后β相首先在晶界处析出,且随着时效时间的延长,析出相逐渐增多;T4样品由于β相的溶解导致其耐腐蚀性最好,仅在局部形成微小的腐蚀点,T6样品由于微电池腐蚀效应导致其耐腐蚀性最差,而且随时效时间延长,耐腐蚀性逐渐降低。

功能梯度材料板I型裂纹的断裂力学研究

重点对含I型裂纹正交异性功能梯度材料板的应力场和位移场进行理论分析。首次推出了正交异性功能梯度材料板的裂纹尖端应力场、位移场和梯度应力强度因子的理论计算公式。本研究成果对功能梯度材料的断裂分析有重要的理论价值和工程使用价值。

退火温度对FeGaGeBCu(P)非晶纳米晶合金组织结构和软磁性能的影响

用单辊旋淬法制备了Fe_(76)Ga_(5)Ge_(5)B_(13-x)P_(x)Cu_(1)(x=0,3,5,7)合金带材,并研究了退火温度对合金晶化行为、结构演变和磁性能的影响。结果表明,P元素替换B元素后,合金的非晶形成能力有所降低,但是提高了二次晶化相的热稳定性。同时,P添加一方面细化了纳米晶尺寸,降低了合金矫顽力,P含量为7%(原子分数)的合金在在425℃退火后矫顽力最佳为1.77 A/m;另一方面,P的价电子向残余非晶相中的Fe转移,降低了Fe的磁矩,使得合金饱和磁感应强度降低。此外,P含量高于5%(原子分数)时合金带材表面接近表层位置的晶粒以(200)晶面平行于带材表面存在,而合金内部仍以(110)晶面平行于带材表面存在。

基于科研与学科竞赛双驱动的创新人才培养

文章首先分析了基于科研与学科竞赛双驱动的创新人才培养现状,然后阐述了基于科研与学科竞赛双驱动的创新人才培养的重要性,最后提出了基于科研与学科竞赛双驱动的创新人才培养路径。

基于创新能力培养的研究生教育改革与实践——以材料科学与工程学科为例

创新能力的培养是研究生教育的核心,是时代赋予高等学校的重大使命,也是确保研究生教育质量的核心任务。本文基于研究生教育的时代要求和培养特点,阐述了材料科学与工程一级学科研究生课程教学改革和培养的创新做法。

高矫顽力NdFeB永磁薄膜的研究进展

NdFeB永磁材料具有优异的性能而广泛应用于各种电子器件及系统中。电子器件及系统的微型化要求NdFeB永磁材料薄膜化,而绿色经济和低碳经济的发展又扩大了对高矫顽力NdFeB永磁薄膜的需求。综合介绍了NdFeB永磁薄膜的制备方法,着重论述了磁控溅射法制备高矫顽力Nd FeB永磁薄膜的研究进展,最后展望了高矫顽力NdFeB薄膜研究未来的发展方向。

配电带电作业风险分析及对策

随着科技的进步和我国经济的高速发展,提高带电作业的安全就显得十分重要。带电作业是关系到我们经济发展和国计民生的一件大事,如何保证带电作业的安全、规范带电作业的生产,将是我们能否继续推动社会发展进步的一个关键因素。

利用煤气化残渣构建Fe_(3)O_(4)和Fe负载的碳基复合吸波材料

本研究以煤气化残渣作为碳基载体,通过湿化学浸渍法和焙烧处理制得不同磁性组分负载的复合吸波材料。结果表明,在焙烧过程中,主要发生缓慢的碳热还原反应,磁性组分物相由Fe2O3、Fe_(3)O_(4)转变为Fe,同时碳热还原反应消耗掉一部分活性较高的碳,复合材料的石墨化程度变差。由于良好的阻抗匹配与衰减特性,复合材料FeCGR1000体现出更佳的吸波性能,当涂层厚度为2.0 mm时,最低反射损耗值为−25.3 dB,在涂层厚度为1.5 mm时,有效带宽达到4.0 GHz。本研究的开展不仅实现了煤气化残渣资源化利用,而且为煤气化残渣的高附加值应用提供新思路。

功能梯度材料板Ⅱ型裂纹的断裂力学研究

对含Ⅱ型裂纹正交异性功能梯度材料的应力场和位移场进行理论分析,并首次推导出正交异性功能梯度材料的裂纹尖端应力场、位移场和梯度应力强度因子的理论计算公式.本研究成果对功能梯度材料的断裂分析有重要的工程使用价值和理论价值.

磁致伸缩生物传感器模型及其驱动电路研究

针对当前磁致伸缩生物传感器模型均需要永磁体提供偏置磁场的问题,文章提出一种电控可调的传感器模型,该模型可定量控制偏置磁场大小。同时针对该模型设计相应的驱动电路,该驱动电路主要包括可调恒流源模块、可调恒压源模块和脉冲驱动模块。文中对2 mm×10 mm的传感器膜片做了测试,得出偏置电流和激励脉冲与传感器模型产生信号的关系。实验结果表明,该传感器模型及其驱动电路调节方便、稳定,为未来智能化自动调节驱动参数奠定了基础。

国际合作联合培养材料类研究生的人才培养方案构建

在研究生国际联合培养的趋势下,研究生培养单位亟需开展人才培养教育改革,以构建切实可行、科学合理的人才培养方案为切入点建立有效的人才培养模式,从而提升研究生的培养质量并促进学科的发展。文章以太原科技大学材料类研究生的国际合作培养为例,探讨做好中外合作办学专业的人才培养方案构建思路与具体措施,为探索有地方高校特色的国际联合培养研究生发展道路提供经验参考。

FeNiCoSiBCuNb合金微观结构、晶化行为和软磁性能的研究

FeNi基非晶软磁合金具有矫顽力低、磁频特性好等特点,应用前景非常广泛,但也面临诸多问题。为了改善FeNi基非晶软磁合金非晶形成能力、热稳定性和软磁性能,通过Co元素对Ni元素的部分替换,利用XRD、DSC、VSM、MOKE等表征手段,系统研究了(Fe_(40)Ni_(40-x)Co_(x)Si_(9.5)B_(9.5)Cu_(1))_(0.97)Nb_(0.03)(x=2,4,6,8)非晶合金带材的微观结构、热稳定性、晶化行为及软磁性能的影响。研究表明,Co元素的部分替换,FeNiSiBCuNb合金体系均表现出较好非晶形成能力和热稳定性能;当x=4在最优退火温度713 K时,矫顽力H_(c)低至0.44 A/m,有效磁导率μ_(e)(f=1 kHz)为16290,此时合金中的内应力得到释放,自由体积减少,结构更加均匀,磁晶各向异性降低,磁畴钉轧点减少,形成d=122μm宽且均匀的磁畴结构;当x=6时,饱和磁感应强度B_(s)在退火温度673 K时可以达到1.15 T,此时Co元素与Fe元素之间的磁交换耦合作用使合金平均原子磁矩达到最优,表现出较好的软磁性能。

基于磁相互作用探索P掺杂对Fe-Si-Nb-Cu-B合金带材组织结构和软磁性能的影响

类金属元素是改善Fe基非晶纳米晶合金非晶形成能力和软磁性能的重要添加剂。用单辊甩带法制备了Fe_(73.5)Si_(13.5)Nb_(3)Cu_(1)B_(9-x)P_(x)(x=0,3%,6%,9%)(原子分数)合金带材,从各元素间磁相互作用出发探索了P替换B对合金组织结构和软磁性能的影响。实验结果表明,P添加可有效提高合金的初晶相晶化温度以及合金的非晶形成能力;但是二次晶化相的析出温度降低,弱化了其热稳定性。当P含量为3%(原子分数)时,合金有较宽的退火温度窗口,且可有效细化初晶相晶粒尺寸,并在525℃退火后表现出最佳软磁性能,此时合金晶粒尺寸为9 nm,矫顽力为0.21 A/m,同时有效磁导率高于x=0合金。但是由于P的添加,残余非晶相中Fe的磁矩降低,导致合金的饱和磁感应强度降低。

成型压强对FeSiB磁粉芯磁性能的影响

磁粉芯作为软磁材料的新兴发展成果相较于传统软磁材料在电力电子方面有着巨大的应用潜力。本文以气雾化FeSiB磁粉末为原料,经过预处理、包覆、成型压制和退火处理等过程制备了FeSiB磁粉芯,并研究了不同成型压强对磁粉芯磁性能的影响。结果表明,经钝化处理后的FeSiB粉末相比于未钝化粉末具有更稳定、致密的表面包覆层,提高了磁粉芯的电阻率、降低了磁损耗。对比不同成型压强下磁粉芯的磁性能,得出随着压强的增加,磁粉芯的磁导率先增加后减小,且在较宽频率范围内有着稳定的频率特性,当成型压强为1400 MPa,f为100 kHz,Bm为50 mT时,磁粉芯表现出良好的软磁性能,其中磁导率为17.66,磁损耗为103.04 W/kg,Q值为64.34。

HoCoSi快淬带的磁性和各向异性磁热效应

磁制冷技术的发展取决于磁热效应材料的研究进展.其中,具有各向异性磁热效应的材料可以用于旋转磁制冷技术,有利于制冷装置的大幅度简化.本文研究了快淬带Ho Co Si化合物的磁性、磁热效应及磁各向异性.在Tt=5.7 K以下的低温,Ho Co Si快淬带铁磁和螺旋磁性共存,随着温度的升高,在TC=13.7 K处发生了铁磁(FM)到顺磁(PM)的二级相变.XRD和SEM都显示出Ho Co Si具有择优取向.为了获得大的磁热效应并确定择优取向对磁性和磁热效应的影响,对10 m/s下Ho Co Si快淬带在磁场平行和垂直织构方向时居里温度附近的等温磁化曲线进行分析,并计算了对应的磁熵变和磁制冷能力.在外磁场μ0H=0—5 T的磁场变化时,磁场平行和垂直织构方向的最大磁熵变值–ΔSM分别为22 J/(kg·K)和12 J/(kg·K);制冷能力RC(RCP)分别为360(393.8)J/kg和160(254.4)J/kg,表明10 m/s的Ho Co Si快淬带具有大的磁热效应和明显的磁各向异性,有望实现旋转样品磁制冷技术.

镀液成分对Fe-Co-W薄膜结构和磁性能的影响

采用电沉积法在铜电极上进行了Fe-Co-W磁性薄膜的制备,并研究了镀液中钨盐(Na2WO4·2H2O)含量对Fe-Co-W薄膜形貌、结构和磁性能的影响。镀液组分浓度为Fe SO4·7H2O 0.08 mol/L,Co SO4·7H2O 0.05 mol/L,Na2WO4·2H2O 0.01-0.015 mol/L,H3BO30.2 mol/L,Na3C6H5O7·2H2O 0.2mol/L。结果表明,Na2WO4·2H2O含量对薄膜的表面形貌影响较大。随着溶液中Na2WO4·2H2O含量的增加,薄膜中W含量增加,纳米晶晶粒尺寸减小,薄膜矫顽力减小,在Na2WO4·2H2O为19.8 wt.%时薄膜为非晶态,Co含量反常增加,导致矫顽力反常增加。在Na2WO4·2H2O含量为27.3 wt.%时,其薄膜矫顽力为2.74 Oe,软磁性能最佳。