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。

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。

退火温度对电沉积FeNi纳米线阵列结构及磁性能的关联性研究

采用E-T和脉冲电化学沉积法,利用氧化铝(AAO)模板制备出直径200 nm,长度约为13.1μm的非晶态FeNi纳米线阵列。FeNi纳米线阵列的形貌、成分、微观结构以及磁学性能分别通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、场发射透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)以及振动样品磁强计(VSM)进行表征。研究结果表明,FeNi纳米线排列致密,外壁平整光滑,粗细均匀,元素分布均匀。制备的纳米线表现出纯非晶结构,退火后从非晶基体中析出γ(Fe,Ni)相,且晶粒的生长具有明显的(111)择优取向。VSM结果表明在非晶纳米线中具有较强的磁各向异性,其易磁化轴为平行于长轴方向。随着退火温度的升高,矫顽力H_(c)和剩磁比B_(r)/B_(s)整体呈下降趋势,主要归因于纳米线内应力的释放及纳米晶间的磁交换耦合作用。