基于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶/纳米晶粉的压磁复合材料研究

研究了基于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶/纳米晶粉的柔性压磁复合材料制备技术及其性能,讨论了橡胶种类,磁粉粒径、含量及工艺因素等对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9/橡胶复合材料压磁性能的影响。结果表明:采用粒径为45μm,用量约15%的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶/纳米晶粉与高温硫化有规共聚硅氧烷在171℃,15MPa条件下,硫化45min制备的、厚度约150μm的压磁复合材料薄膜具有较好的应力敏感特性和压磁稳定性能,有望作为新一代柔性、薄型接触应力传感器的敏感元件材料。

Fe73．5Cu1Nb3Si13．5B9非晶薄带的磁感应效应

研究了交流信号电压、直流磁场和限流电阻对Fe73．5Cu1Nb3Si13．5B9非晶薄带磁感应效应和磁感应效应变化幅度的影响。结果表明，当信号为正弦交流电时，线圈感应电压也为同频率的正弦交流电压；当信号为矩形脉冲电压时，线圈感应电压则为同频率的尖脉冲电压。当信号为正弦交流电时，磁感应效应随着交流电压幅值的增大而增强，随着直流磁场强度和限流电阻的增大而减弱，磁感应效应变化幅度随着直流磁场强度和交流电压幅值的增大而增大，随着限流电阻的增大呈现出先增大后减小的趋势。

Influence of Magnetic Field Intensity on the Shape of the μ-T Curves for Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 Alloy

Under different magnetic field intensities, the dependence of the permeability μ on temperature T(μ-T curve) for the Fe7.3Cu1Nb3Si13.5B9 alloy annealed at 350-620℃ was investigated. The results showed that the magnetic field intensity had a remarkable influence on the shape of μ-T curves. For amorphous alloy, the sharp Hopkinson peak of μ-T curve disappeared gradually with the increase of magnetic field intensity.

Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金磁导率温度系数的研究

本文研究了经不同温度(400—580℃)退火lh后的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金初始磁导率(μi)与温度(30℃-200℃)的关系(μi-T曲线)，计算了μi的温度系数αμ和相对温度系数αμ/μ。结果表明：Ta＝400℃时，非晶合金μi—T曲线在30℃-60℃范围内变化平缓，αμ＝7．5×10^-4。αμ/μ＝10．05×10^-8；合金形成纳米晶后，在Ta＝550℃时具有较高的μi值，并在室温至140℃范围内具有较小的温度系数，αμ=-1.48×10^-4,αμ/μ=-0.51×10^-8，且极具使用价值。

热处理对Nb-10Si合金显微组织的影响

采用真空电弧熔炼法制备了 Nb-1 0 Si ( at% )合金 ,并在 1 85 0℃和 1 5 5 0℃温度氩气保护下进行了 2～ 1 0 0 h的热处理。综合通过 X射线衍射、透射电子显微术、扫描电子显微术及 X射线能谱对合金的显微组织进行了研究。结果表明 ,铸态 Nb-1 0 Si合金由连续的 Nb3 Si基体与均匀分布的 Nb相组成 ,1 85 0℃温度下热处理 2 h后 ,Nb晶粒明显长大 ;而在 1 5 5 0℃热处理后 ,Nb晶粒尺寸基本不变 ,Nb3 Si逐渐转变为 Nb和 Nb5Si3 相 ,且它们之间存在着一定的取向关系。1 5 5 0℃热处理 1 0 0 h后可以获得稳定的 Nb+ Nb5Si3 双相显微组织 。

Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶粉/硅橡胶压磁复合材料的制备与性能研究

采用机械共混法制备Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶粉/硅橡胶压磁复合材料,并对其压磁性能进行研究。结果表明,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶粉/硅橡胶复合材料具有良好的压磁性能,且压磁性能稳定性和阻抗蠕变性能优异,可用于新型压力传感器用力敏元件。

元素合金化对Nb基高温合金组织和力学性能的影响

综述了近年来国内外在合金化改善Nb基高温合金组织形貌、提高力学性能方面所取得的进展,分析了Ti,Cr,Hf和Mo等合金化元素对合金中Laves相,亚稳相Nb_3Si和γ-Nb_5Si_3的影响,总结了合金元素对材料力学性能的影响规律。

Fe_(73)Cu_(1.5)Nb_3Si_(13.5)B_9淬态薄带中的巨磁阻抗效应研究

通过调高Cu在合金薄带的含量 ,并采用合适的甩带速度V ,在FeCuNbSiB淬态薄带材料中观察到了较大的巨磁阻抗效应。甩速V =30m/s的Fe73 Cu1 5Nb3 Si13 5B9淬态薄带在外加直流磁场H =716 2A/m下 ,在 f =30 0kHz时磁阻抗ΔZ/Z0 为 - 2 2 6 %。另外发现Fe73 Cu1 5Nb3 Si13 5B9淬态薄带中横向磁各向异性很微弱。Fe73Cu1 5Nb3 Si13 5B9淬态薄带中ΔZ/Z0 随磁场变化的峰值基本来源于ΔX/X0 项的变化。在 f≤ 16MHz的频率范围内 。

(FeCo)_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9的晶化处理及微结构

采用熔体快淬+晶化处理方法制备宽度为4 mm、厚度为30μm的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶软磁合金,并用XRD和TEM对其微结构进行表征。研究结果表明:(FeCo)73.5Cu1Nb3Si13.5B9于600℃晶化处理15 min后具有较高的饱和磁化强度(1.30 T)和较小的矫顽力(4.61 A/m);提高晶化温度至700℃,合金的软磁性能迅速降低,饱和磁化强度为1.02 T,矫顽力增大至1.95 kA/m;于600℃晶化处理5 min时,合金主要由非晶构成,同时有少量α-Fe(Si)相;于600℃晶化处理15 min后合金由α-Fe(Si)主相和少量残余非晶相构成,α-Fe(Si)相的晶粒粒径约为15 nm;于700℃晶化处理15 min后,合金由α-Fe(Si)相、残余非晶相和少量Fe3B相构成,α-Fe(Si)相的晶粒粒径约为27.9 nm。Fe3B相的形成、α-Fe(Si)相晶粒粒径的长大和晶格常数的增大直接导致合金软磁性能下降。

环氧树脂基磁性复合材料的起始磁导率研究

以环氧树脂为基体,以经退火的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶粉体为增强材料,制备了树脂基磁性复合材料,并研究了磁粉种类、非晶粉体粒径、非晶粉体退火条件、纳米晶粉体含量以及复合材料去应力退火条件对复合材料的起始磁导率的影响。结果表明,以经550℃×0.5 h退火的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶粉体为磁性增强体的复合材料的起始磁导率最大;随着纳米晶粉体含量的增加,复合材料的起始磁导率增大;对复合材料进行去应力退火可以提高其起始磁导率。

纳米晶FeCuNbSiB多层膜的巨磁阻抗效应研究

研究了纳米晶态下Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9多层膜的巨磁阻抗(GMI)效应。研究结果表明纵向巨磁阻抗(LMI)效应在3MHz时取得最大值为44%,横向巨磁阻抗(TMI)效应在6MHz时取得最大值为46%。LMI与TMI随外磁场有不同的变化行为,TMI曲线具有阈值行为,超过阈值磁场后出现明显的磁阻抗效应。晶化后出现最大值阻抗效应所对应的频率下降,由非晶态下的13MHz下降为晶化后的3MHz。薄膜样品的磁阻抗效应与样品中磁矩的空间分布密切相关,磁矩垂直面向分布时,磁阻抗效应下降为5%

铁基纳米微晶薄膜巨磁阻抗效应的Mossbauer研究

本文采用 M?ssbauer 谱学方法以及其它手段对 FeCuNbSiB 薄膜样品在退火过程中出现的巨磁阻抗效应发生显著变化的原因进行了探讨。研究表明,样品在退火过程中除了生长纳米晶粒α ? FeSi相对提高材料的软磁性能有利外,同时随退火温度变化样品中磁矩分布方向会发生重取向。由制备态到 570 ℃退火温度期间,薄膜样品磁矩取向发生由平行于平面为主变为垂直为主,而后再转变为平行为主。这些因素对多层膜巨磁阻抗效应的变化会产生重要影响,尤其当磁矩在垂直于平面方向分布占优势时,磁阻抗效应会显著下降。

纳米晶软磁材料Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9中子衍射研究

用中子衍射技术研究了 3种不同热处理温度下形成的纳米晶软磁材料Fe73 .5Cu1Nb3Si13 .5B9的内部微观结构及其随热处理温度的变化。实验结果表明 :Fe73 .5Cu1Nb3Si13 .5B9非晶经等温热处理 1h后 ,生成的是高度有序的DO3结构的固溶体Fe3Si(Fe)。首次确定了Si主要占据 4a位 ,Fe除少量占据 4a位外 ,主要占 4b和 8c位 ,并定量地给出了上述 3种样品的Si的占位数和平均晶粒尺寸。另外 ,热处理温度为 853K时 ,样品晶胞变大 ,有部分B原子进入 4 8h位。热处理温度为82 3K时 ,样品具有最高的Si含量 (原子百分比 19 8% )和最小的晶粒尺寸 ( 8 9nm) ,这可能是样品有最佳软磁性能的原因。

微波场作用下非晶合金Fe_(73．5)Cu_1Nb_3Si_(13．5)B_9的纳米晶化

研究了微波场对晶化的影响.结果表明,将非晶合金Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9在微波场作用下在480℃短时间(5 min)晶化处理,形成体积分数为80%、尺寸约15nm的α-Fe(Si)相;适当延长晶化时间(30 min)使非晶合金完全晶化,α-Fe(Si)相的晶粒不再长大,原子层之间的距离降低至0.2461 nm,磁体具有最大M_s为1.79 T.与激光、激波、脉冲电场和脉冲磁场晶化处理相比,微波场晶化处理可同时获得单一的、更小晶粒尺寸和更高体积分数的α-Fe(Si)晶化相,使合金具有高的饱和磁化强度和优良的软磁性能.微波场有利于非晶合金中的硼原子向空位跃迁,使基体金属相α-Fe(Si)相的形核率增大,促进非晶合金的纳米晶化.

Fe(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶合金的激光晶化

用CO2 连续激光在不同功率、相同的速度条件下辐照Fe73 5Cu1Nb3 Si13 5B9非晶带 ,然后用穆斯堡尔谱详细研究材料的微观结构 .研究发现当扫描速度和散光斑直径一定的情况下 ,适当选择激光功率 ,Fe73 5Cu1Nb3 Si13

应变电阻片法测定Fe_(bac)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7/硅橡胶复合薄膜的磁致伸缩性能

研究了不同Fe_(bac)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7非晶粉体与硅橡胶质量比的复合薄膜的磁致伸缩性能,确定了粉体和硅橡胶的比例与复合薄膜的磁致伸缩效应的内在联系,并根据广义变分原理确定了这种复合薄膜的弹性模量、泊松比和内应力值的范围。结果表明:Fe_(bac)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7非晶粉体与硅橡胶的质量比为3∶1时,复合薄膜的磁致伸缩系数存在极大值。该复合薄膜具有很好的柔性磁弹性能,是制备柔性力敏传感器的优良材料。

环氧树脂封装对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9纳米晶磁芯软磁性能的影响

用宽为20 mm、厚为25μm的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶带材绕制成环型磁芯,将其经550℃×100 min晶化退火处理制成纳米晶磁芯,研究环氧树脂封装对纳米晶磁芯软磁性能的影响。结果表明:与环氧树脂封装前相比,起始磁导率μ0、最大磁导率μm、幅值磁导率μa、饱和磁感应强度Bs、直流损耗Pu和交流损耗Ps减小,矫顽力Hc增大;当测试频率不变时,电感Ls和品质因数Q减小。

Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶薄带的磁电感效应

研究了输入交流电波形和非晶薄带片数等对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶薄带磁电感效应和磁电感效应变化幅度的影响,以及当输入电压为正弦交流电压时,非晶薄带的磁电感效应变化幅度的重复性和温度、湿度的稳定性。结果表明:磁电感效应随着非晶薄带片数的增多而增强,随着磁场强度的增大而减弱,正弦交流电压比三角交流电压的强;磁电感效应变化幅度随着非晶薄带片数的增多而减小,在不同频率下正弦交电压和三角交流电压的强弱发生变化;当输入电压为正弦交流电压时,磁电感效应变化幅度的不重复性误差很小,且受温度和湿度的影响很小。

退火条件对树脂基复合材料起始磁导率的影响研究

以环氧树脂为基体,以经退火的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶粉体为增强材料,制备了树脂基复合材料。研究了非晶粉体退火条件、纳米晶粉体含量及去应力退火条件对树脂基磁性复合材料的起始磁导率μi的影响。结果表明,以经550℃×0.5h退火的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶粉体为组元的树脂基复合材料的起始磁导率μi最大,为2.528;随着纳米晶粉体含量的增加,树脂基复合材料的起始磁导率μi增大;去应力退火可以提高树脂基复合材料的起始磁导率μi。

脉冲电流处理对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9合金薄带GMI效应的影响

本文研究了脉冲电流处理对Fe73 5Cu1Nb3 Si13 5B9合金薄带巨磁阻抗效应和脆性的影响 ,并与等温退火样品的巨磁阻抗效应和脆性进行对比。结果表明 ,经过应力脉冲电流处理后的样品 ,其阻抗变化率和灵敏度都显著高于无应力脉冲处理后的样品。淬态样品在 9 34MPa拉应力下 ,经电流密度为 930A/mm2 的脉冲电流处理后 ,阻抗变化率可达到 2 2 0 % ,灵敏度达到 0 35 % /A·m-1。用应力脉冲电流处理不仅可以显著提高巨磁阻抗效应 ,而且可以有效抑制样品长时间的等温退火带来的脆性问题。