铁基非晶纳米晶合金带材滚剪加工过程分析

在生产现场采用跟踪统计方法,归纳分析铁基非晶纳米晶合金带材滚剪加工过程以及滚剪刀耐用度、刀具刃磨等问题,统计分析不同宽度滚剪刀的加工情况发现,滚剪刀有效工作时间比率为65%~88%,平均有效工作时间比率为76.1%,有效工作时间不稳定;滚剪刀剪切行程处于3700~4200m之间,平均剪切行程为3839.74m,刀具耐用度存在较大差异,剪切宽度越大滚剪刀耐用度越长;滚剪刀刃磨时刀具径向去除量在80~150μm之间,平均刃磨去除量为106μm,刀具刃磨工艺对刀具耐用度有决定性影响。最后针对滚剪刀磨损检测问题,提出采用声发射信号对滚剪刀状态进行在线检测的技术方案。

矩形波激励对纳米晶合金高频磁化过程的微观影响机理

高频变压器工作时会面临占空比变化的激励情况,由于存在磁弛豫现象,矩形波占空比能通过改变铁心用材料纳米晶合金磁化时间,影响高频变压器能否达到饱和工作点。建立纳米晶合金微磁学模型,对该模型分别施加不同占空比D的矩形波激励,并定义了磁化速率v,从磁滞损耗P_(v)、v及磁矩偏转角速度ω三方面分析D对磁化过程的影响。结果表明,D=0.5时P_(v)最小,增大或减小D,都会导致P_(v)的增加,且满足两组不同占空比和为1的矩形波激励下,材料产生的P_(v)相同。若激励磁场处在上升沿,D=0.1时的v与ω最小,D=0.9时的v与ω最大;若处在下降沿,D=0.9时的v与ω最小,D=0.1时的v与ω最大。D会影响材料磁化时间,由于磁弛豫现象,改变磁化时间可决定材料能否达到饱和磁化状态,因此存在一个临界状态,该文将其定义为临界占空比D_(c)。结果表明,当D<0.5时D_(c1)的范围应处在0.2~0.21,D>0.5时D_(c2)的范围应处在0.8~0.81,为不同工况下高频变压器工作点的选取提供了参考依据。

纳米晶合金棒状电感制备及宽频恒电感特性分析

为了研制高性能的微型棒状电感,采用铁(Fe)基非晶薄带经固化、线切割、分段退火等工艺制备了纳米晶合金棒状磁芯,并以此为基础制备成纳米晶合金棒状电感。利用IM3570型电感测量仪对所制备的棒状电感进行了性能测试分析,修正了有芯棒状电感的电感量计算模型。结果表明:在0.112~3 MHz频率范围内,制备的纳米晶棒状微电感的电感量为7.72~9.93μH,品质因子值为3.33~5.14;在300 kHz频率时,能够有效分辨电路板孔内壁涂层。

纳米晶合金粉芯的超重力渗流制备及磁性能

为了探索粉芯的新制备工艺,以Fe_(73.5)Cu_(1)Nb_(3)Si1_(3.5)B_(9)纳米晶合金铁芯为原料,使用机械破碎法制粉,并采用超重力渗流工艺制备了7种不同粒度配比的纳米晶合金粉芯,借助SEM、XRD、VSM分别对纳米晶粉末的形貌、结构和磁性能进行了表征,研究了粉末粒度配比对纳米晶合金粉芯的形貌、密度、有效磁导率、损耗及品质因数的影响。结果表明,机械破碎法制得的粉末虽带尖角,但矫顽力低,利用超重力渗流工艺制备的粉芯其粉末表面基本被树脂完全包覆。同时,通过适当的粉末粒度匹配,发现性能最佳粉芯的粉末粒度配比为:100~200目占60%,200~400目占20%,400~1000目占20%。该种粉芯的密度为4.46 g∕cm^(3),在100~3000 kHz频率范围内有效磁导率比较稳定,且在3000 kHz时为28.2。当设定磁感应强度为20 mT,频率为500 kHz时,其损耗为99.1 W/kg。另外,根据实验结果可知,该工艺能够制备出频率在MHz以上具有较低损耗的粉芯。

机械合金化制备铁基纳米晶合金的粉末粒度、结构演变和磁学性能

采用单质粉末混合物球磨1~24h制备Fe_(79)Mo_(10)B_(10)Cu_(1)合金粉末,考察合金粉末的粒度、结构和磁学性能。结果表明,延长球磨时间能够细化颗粒粒径(约8μm)和晶粒尺寸(约5 nm),并均匀化粒度分布和合金元素分布。Mo元素置换固溶于α-Fe,降低了合金粉末的饱和磁化强度,且在球磨15h后生成了纳米晶α-(Fe,Mo)单相固溶体,其晶格常数随Mo含量的增加而增大。在合金化前期(˂5h),由于残余应力和磁致伸缩系数的增大,磁弹各向异性成为矫顽力的主导因素,导致矫顽力随晶粒尺寸的减小而反常增大。球磨24h后合金的矫顽力为约2200A/m,微观压应变(约0.52%)和细小B夹杂物(˂1μm)是合金矫顽力较高的主要因素。

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。

Fe-Nb-B纳米晶合金的结构与磁性

利用X射线衍射,差热分析及静态磁性测量,研究了退火温度对不同成分的非晶Fe Nb B合金纳米晶化行为和磁性的影响·实验发现:在纳米晶化过程的初期出现磁硬化,矫顽力与最大磁导率均呈现不同程度的恶化·在硼化物(Fe2B和Fe3B)相析出前,具有纳米结构的合金由α Fe固溶体和非晶基体相组成,呈现较佳的软磁特性·随纳米晶相体积分数增加而呈现的磁软化现象可解释为由于纳米晶粒间距的减少,交换耦合增强所致·

Fe-Ni-Mo-(Si)-B非晶的晶化及纳米晶合金磁性的研究

对Ｆｅ４０Ｎｉ３８ＭＯ４Ｂ１８， Ｆｅ３８Ｎｉ３５ＭＯ４Ｓｉ５Ｂ１８和 Ｆｅ３９Ｎｉ３６ＭＯ２Ｓｉ５Ｂ１８（均为原子分数，％）三种非晶合金在 ４００－５２０℃等温退火１ｈ后的晶化行为进行了研究，并研究了 Ｆｅ４０Ｎｉ３８ＭＯ４Ｂ１８合金的磁性．结果表明： Ｆｅ４ＯＮｉ３８ＭＯ４Ｂ１８；合金经４３０－４５０℃温度退火后，在非晶基体上析出了 ｆｃｃ γ－（Ｆｅ，Ｎｉ）固溶体，平均晶粒尺寸Ｄ接近 １０ｎｍ，具有很好的软磁性能；当退火温度Ｔａ ４７０℃时，除析出（Ｆｅ，Ｎｉ）固溶体外又析出了Ｆｅ３ Ｂ，Ｆｅ２３Ｂ６和Ｍｉ２Ｂ化合物，磁性显著下降．Ｆｅ３８ Ｎｉ３５ ＭＯ４Ｓｉ５Ｂ１８和Ｆｅ３９Ｎｉ３６ＭＯ２Ｓｉ５Ｂ１８两种非晶合金退火后，析出相由－（Ｆｅ，

基于纳米晶合金的宽频差分式磁场传感器的研究

介绍了一种基于纳米晶合金的差分式交变磁场传感器结构,给出了传感器磁芯的长径比与有效相对磁导率的关系曲线.为扩展传感器工作频带,对线圈模型的幅频与相频曲线进行仿真,并根据仿真结果设计了补偿电路.所设计传感器标定后的结果表明,该传感器可以在1Hz-10kHz较宽频率范围内保持平坦的灵敏度曲线,可以满足工程中弱磁场探测的需要.

Fe-Cu-Nb-V-Si-B纳米晶合金磁导率与温度的关系

研究了不同温度（530—620℃）退火后的Fe72．7Cu1Nb2V1．8Si13．5B9纳米晶合金初始磁导率μi与温度T的关系（μi-T曲线）．实验结果表明，退火温度Ta对μi－T曲线的形状有较大的影响．根据Ta可将μi－T曲线划分为三种类型，其对应的退火温度分别为（1）Ta=530—550℃，（2）Ta=560—590℃，（3）Ta600℃．分析了这三种类型的μi－T曲线对应的合金相结构，讨论了双相纳米晶合金中晶体相的晶粒尺寸、体积百分数及剩余非晶相的磁特性对μi-T曲线形状的影响．

机械合金化法制备Fe-Si纳米晶合金

研究了机械合金化法制备Fe Si纳米晶合金 ,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪对经不同机械合金化工艺条件处理的Fe3 3 Si67混合粉末进行了分析 ,结果表明 :Fe3 3 Si67混合粉末球磨 2 0h后可实现机械合金化。随着球磨持续进行 ,合金化的粉末和晶粒不断细化 ,最后可得到Fe

铁基软磁非晶/纳米晶合金研究进展及应用前景

非晶合金通常是将熔融的金属快速冷却、通过抑制结晶而获得的原子呈长程无序排列的金属材料.由于具有这种特殊结构,铁基软磁非晶合金具有各向同性特征、很小的结构关联尺寸和磁各向异性常数,因而具有很小的矫顽力H_c,但可和晶态材料一样具有高的饱和磁感强度B_s.优异的软磁性能促进了铁基软磁非晶合金的应用研究.目前,铁基软磁非晶/纳米晶合金带材已实现大规模工业化生产和应用,成为重要的高性能软磁材料.本文回顾了软磁非晶合金的发现和发展历程,结合成分、结构、工艺对铁基非晶/纳米晶合金软磁性能的影响,介绍了相关基础研究成果和工艺技术进步对铁基软磁非晶/纳米晶合金研发和工业化应用的重要贡献.并根据结构、性能特征将铁基软磁非晶合金研发与应用分为三个阶段,指出了目前铁基软磁非晶合金研发与应用中面临的挑战和发展方向.

Ni-W纳米晶合金电沉积工艺条件的研究

纳米晶材料与常规晶体材料相比有许多优良的性能 ,已受到广泛关注。本文采用电沉积方法获得了Ni W纳米晶合金镀层。研究了镀液中钨酸钠含量、温度、pH值及电流密度对沉积速度的影响。测定了镀层的显微硬度 ,并用X -射线衍射仪对其微观结构进行了观察。结果表明 ,影响沉积速度最大的因素为pH值 ,其次是电流密度 ;镀层显微硬度最高可达 6 70 .3HV。通过正交试验得出适宜工艺条件范围为 :Na2 WO4·2H2 O 1 0～ 30g/L ,电流密度 1 0～1 5A/dm2 ,温度 6 0～ 70℃ ,pH值 6～ 7。

Fe基非晶和纳米晶合金的热膨胀

将非晶Ｆｅ７３．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１３．５Ｂ９和Ｆｅ９１Ｚｒ７Ｂ２合金经退火制成纳米晶合金，测量了淬火态和退火态作品的热膨胀曲线，研究了退火温度对热膨胀的影响结果表明，纳米晶粒的形成导致居里温度Ｔｃ以下的热膨胀系数急剧增加，而Ｔｃ以上的热膨胀系数几乎不随退火温度变化。

退火条件对Fe基纳米晶合金磁性的影响

详细研究了非晶 Fe72 .7Cu1 Nb2 V1 .8Si1 3 .5 B9合金在纳米晶化过程中退火温度与退火加热速度对合金磁性的影响 .实验结果表明 ,当退火温度 Ta 低于 530℃时 ,随着 Ta 的提高合金磁导率缓慢增加 .当 Ta高于 540℃时 ,磁导率迅速增加 ,570℃退火时磁导率出现峰值 .实验发现 ,在纳米晶化过程中退火加热速度对合金的初始磁导率 μi 有明显的影响 ,μi

Zr对P-Fe-B非晶合金晶化形成纳米晶合金的作用

从非晶合金晶化激活能的角度 ,分析了Pr Fe B非晶合金在退火过程中晶粒粗大的原因 ,揭示了Zr元素在其晶化过程中的作用。结果表明 ,Zr能改变Pr Fe B非晶合金中α Fe相的晶化行为 ,有助于形成尺寸细小的α

X射线荧光光谱法测定FeCuNbSiB纳米晶合金炉渣中9种组分

提出了用熔融制样-X射线荧光光谱法测定FeCuNbSiB纳米晶合金炉渣中TFe,CaO,MgO,SiO2,Al2O3,MnO,CuO,Nb2O5和TiO2的方法。讨论了玻璃熔片的制备、混合熔剂和脱模剂的用量、基体的吸收和增强效应校正,以及用人工配制的标准样品绘制校准曲线等问题。在最佳的分析条件下,测定了人工配制的标准样品中TFe,CaO,MgO,SiO2,Al2O3,MnO,CuO,Nb2O5和TiO2的含量,11次测定结果的相对标准偏差小于0.7%,所得的分析结果与标准样品的标准值相符合。用此方法分析了FeCuNbSiB纳米晶合金炉渣试样,用同一样品在完全相同条件下制备了11个熔片进行测量,其测定结果的相对标准偏差小于3.0%,所得分析结果与其他方法的测定值相一致。

失稳分解法制备双相纳米晶合金

选择ＣｕＮｉＦｅ合金系为研究对象，用光学显微镜和透射电子显微镜对固溶处理和时效组织进行了观察，以探索失稳分解法制备双相纳米晶合金的可行性。其中４８Ｃｕ３０Ｎｉ２２Ｆｅ（摩尔分数，％）的合金成分满足制备双相纳米晶合金的条件：在高温下为单相固溶体，在适当的低温能失稳分解成两相体积分数大致相等的组织，而且这种组织中彼此相隔的两相都可控制在纳米量级。该合金经１１７０℃固溶处理，６００℃时效后可以获得纳米量级的双相组织。该合金的熔点为１１７０～１２００℃，失稳分解的临界点为８５０～９５０℃。

开关电源磁芯材料的纳米晶合金高频损耗行为

报道了新开发的纳米晶Fe73.5Cu1Nb2V1Si13.5B9合金退火态的高频损耗性能．采用三维拟合方法替代传统的二维拟合，可具有更小的估算误差．经过分析得出，在频率为30～1000kHz和幅值磁通密度为0．01～1．0T范围内，高频动态矫顽力Hc和高频铁损近似与幅值磁通密度Bm和频率成幂函数关系，而常用高频区与超高频区的铁损行为存在一定的差异．同时，给出了幅值磁通密度和频率乘积恒定时高频铁损与频率的关系式，为变压器的实际设计应用提供了参考．

Co_(51)Fe_(18)Nb_6Si_(15)B_(10)纳米晶合金磁导率与温度的关系

采用Hopkinson效应分析方法和X射线衍射技术,研究了退火温度对非晶Co51Fe18Nb6Si15B10合金初始磁导率μi与温度的关系及微观结构的影响.实验发现:μi-t曲线的变化呈现四种类型:Hopkinson峰、圆滑峰、长尾特征和单调上升特征;微观结构的转变可分为三个阶段.根据单相非晶合金和双相纳米晶合金在升温过程磁性参量的变化,讨论了α-Fe(Co)纳米晶相的体积分数。