超微晶合金旋转磁特性测量用励磁装置的设计与优化

旋转磁心损耗广泛存在于高频变压器T形连接点处与高速电机的定子上。为了对二者进行更好的分析,需要将高频下的旋转磁心损耗进行精确测量。本文就四种不同的励磁结构进行有限元分析,阐述了励磁结构对准确度的影响。在此基础上,根据超微晶物理特性提出一种立体式二维高频励磁装置,对励磁绕组进行计算,并优化设计了磁轭结构,将测试频率提高到10k Hz。

B_2型有序Fe-Al基原位复合微晶合金的研究

通过快速凝固制备出以Ｂ２型有序Ｆｅ－Ａｌ相为基、用Ｍ３Ｂ２型硼化物颗粒增强和稳定的原位复合微晶合金，在硬度（ＨＶ）大于６００的条件下，强度和韧性的综合性能优于铁素体基微晶合金，而且具有很好的抗氧化性和很高的组织热稳定性，快速凝固能在富铁的Ｂ２型Ｆｅ－Ａｌ相基体中导入高达约５％（原子分数）的固溶硼。经８００℃×０．５ｈ或５００℃×３ｄ退火后未发生脱溶沉淀，意味着固溶硼在这种有序点阵中具有亚稳性质。

Nb含量对FeCuNbSiB超微晶合金的结构和磁性的影响

ＦｅＣｕＮｂＳｉＢ超微晶合金中晶化相－α－Ｆｅ（Ｓｉ）团溶体（α相）的体积份数、尺寸和成分（Ｓｉ含量）与合金中Ｎｂ含量有关。Ｎｂ含量的增加使ＦｅＣｕＮｂＳｉＢ非晶合金在最佳温度退火后。相的体积份数减少、尺寸减小及Ｓｉ含量降低。α相的体积份数、尺寸及成分（Ｓｉ含量）对合金的起始磁导率有综合影响。对应于合金获得最高起始磁导率，α相的体积份数为６４％～７０％，尺寸为９．４～１１．０ｎｍ，含Ｓｉ量约为１６～１９（ａｔ）％，此时，合金中Ｎｂ含量为３～５（ａｔ）％。

基于嵌入铁基纳米微晶合金应力敏感芯式力传感器

将铁基纳米微晶合金薄带缠绕并嵌入圆柱型应力敏感芯,利用压磁效应,使传感器实现拉压力测量。介绍了传感器的结构和原理,推导出传感器的输出特性方程。通过静态压缩试验,分析了传感器的激磁磁场强度、激磁电流强度、激磁频率以及温度变化对传感器输出的影响,得出了室温下传感器的静态特性。试验数据显示,传感器的最大非线性误差小于1.16%F.S,重复性误差为0.53%F.S,迟滞误差为0.36%F.S,平均灵敏度为1.14 m V/k N.对一般的工程应用是可行的。

具有优良磁性能的新型铁基微晶合金的研究

本文报道三种新型铁基微晶合金Fe_(73)Cu_(1.2)Nb_(3.2)Si_(12.5)B_(10)(合金1),Fe_(73.1)Cu_1Nb_(1.5)Si_(1.25)B_(10)(合金2)及Fe_(73)Cu_1Zr_3C_(0.5)Si_(12.5)B_(10)(合金3),它们具有μ'_i≥5×10~4的高相对起始磁导率、Hc≤1.0A/m的低矫顽力、在相当宽频率范围内的高有效磁导率、低铁芯损耗和窄脉冲条件下的高脉冲磁导率。在f=1kHz和H_m=0.4A/m条件下,相对有效磁导率μ’_5的最佳值为16×10~4,超过了Yoshizawa报道的μ’_5=10×10~4。最佳铁损值为P_(5/50k)=57.9W/kg、P_(2/100k)=30.2W/kg和P_(3/100k)=68W/kg,也超过了Yoshizawa报道的P_(2/100k)=38.9W/kg。这些合金都具有优良的磁性稳定性;在130℃下保温216h后起始磁导率不变,合金的主晶相是Fe_(75+y)Si_(25-y)型有序固溶体,晶粒的平均直径为10～20nm。

铁基超微晶合金磁滞回线偏移的研究

研究了超微晶Fe78.5Cu1Nb3Si13.5B9合金在五种不同热处理条件下磁滞回线对称和非对称性。产生直流磁滞回线偏移的热处理条件是在纵向直流磁场中冷却到奈耳温度以下（本合金到室温），该合金磁滞回线偏移率△Hc／Hc可高达90％。还发现批量化生产的样品的偏移率明显高于实验室样品的偏移率（29％）。对磁滞回线偏移的机理进行了初步探讨并试用交换各向异性予以解释。

热处理对铁基超微晶合金居里点的影响

利用Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ效应研究了铁基超微晶合金Ｆｅ＿７３．５Ｃｕ＿１Ｎｂ＿３Ｓｉ＿１３．５Ｂ＿９经不同热处理后的居里点变化。当合金在５００℃以上退火１ｈ或者在５５０℃退火１０ｍｉｎ时出现晶化相。当退火温度由５１０℃上升到５６０℃时，合金晶化相的居里，点由５１０℃升高到５７０℃；当在５５０℃保温时间由１０ｍｉｎ延长到１５０ｍｉｎ时，居里点由５００℃升高到５５０℃。同时，晶化使合金中剩余非晶相的居里点发生起伏。这些变化是由于合金晶化过程中Ｃｕ，Ｎｂ，Ｂ原子扩散和相结构变化所造成的。

Fe-B超细微晶合金的正电子湮没研究

用正电子湮没技术对急冷法制备的Ｆｅ－Ｂ合金结晶态超细微粒（ＣＵＦＰ）的微结构进行了分析。寿命谱研究结果与正电子三态湮没模型相吻合。研究了Ｆｅ－Ｂ－ＣＵＦＰ的结晶与非晶两种结构的微缺陷，并推测Ｆｅ－Ｂ－ＣＵＦＰ聚集体（纳米晶膜）材料具有类原子气态微结构的可能性。

铁基超微晶合金在尖峰抑制器中的应用研究

介绍了铁基超微晶Ｆｅ－Ｍｏ－Ｃｕ－Ｓｉ－Ｂ系合金用于尖峰抑制器磁芯时的优越的磁性能，及其应用情况。

Fe－Mo－Cu－Si－B超微晶合金的中高频特性及应用研究

研究了ＦｅＭｏＣｕＳｉＢ超微晶合金的成分范围、热处理工艺对静态、动态性能的影响。重点研究了频率在２０～５０ｋＨｚ范围的高频性能和脉冲性能。本文从实际应用出发，确定了获得最佳高频单、双极性脉冲特性的退火制度。

非晶微晶合金从研究到产业化

本文回顾了非晶合金及快淬技术30余年来由实验室发展到产业化、商品化的历程。介绍了国内外有关研究、应用开发、商品化及专利的基本情况。重点介绍了非晶合金在节能d＼型化方面的巨大优势和广阔前景，尤其在电力电子工业上应用的潜在市场和节能效果。指出我国与国外发展的差距，及今后我们发展的若干设想和建议，

超微晶合金Fe_（73．5）Cu_1Nb_3Si_（13．5）B_9晶化过程的X

用Ｘ射线衍射方法研究了超微晶合金Ｆｅ７８．５Ｃｕ１Ｎｂ３Ｓｉ１８Ｂ９在退火过程中晶化相及晶格常数的变化。经４８０℃×１ｈ退火后，合金中出现ｂｃｃＦｅ（Ｓｉ）相，６００℃出现Ｆｅ３Ｂ相，６７０℃出现Ｆｅ２３Ｂ６相。退火温度升高时，Ｆｅ（Ｓｉ）相的晶格常数由０．２８３８ｎｍ上升到０．２８４９ｕｍ。合金经过５５０℃×４ｈ退火后仍只有Ｆｅ（Ｓｉ）一个晶化相，其晶格常数随时间的变化不明显。

铁基超微晶合金的磁性、结构及稳定性研究

用Ｘ射线、ＳＥＭ和ＴＲＭ研究了ＦｅＣｕＭＳｉＢ系（Ｍ＝Ｎｂ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｗ，Ｎｉ）合金的表面晶化、磁性、结构和温度稳定性。发现Ｂ含量低，表面晶化严重。Ｂ、Ｓｉ和Ｍ含量影响合金的磁性。在晶化温度（Ｔｘ）附近温度下进行无磁场、纵向磁场或横向磁场退火，可以获得性能优良的高起始磁导率、高矩形比或低剩磁合金。ＦｅＣｕＭＳｉＢ系超微晶合金是由１０～３０ｎｍ的α－Ｆｅ（Ｓｉ）相（或还有少量的Ｆｅ３Ｓｉ相）和非晶相组成。上述三类性能不同的超微晶合金，显示了良好的温度稳定性。

改善铁基超微晶合金性能的一些方法

综述了有关铁基超微晶合金批量生产优质带材和卷铁芯微晶化热处理工艺方面的专利文献，给出了提高工艺稳定性和成品磁导率的一些有效方法，以及添加元素钒来改善合金淬态脆性的方法，对批量、稳定生产高性能铁芯提供了实验及理论依据。

高频大功率双极性脉冲变压器用FeMoCuSiB超微晶合金的热处理工艺

总结了对ＦｅＭｏＣｕＳｉＢ超微晶合金进行的横磁、纵磁和无磁场退火，二次处理（先在无磁场条件下超微晶化处理，然后进行横磁退火或先横磁退火然后纵磁退火）等几种热处理试验的结果。通过实验对比，确定了使该材料获得高频低损耗、高磁导率的简易的最佳热处理工艺，可满足逆变直流弧焊电源高频大功率双极性脉冲变压器对铁芯材料的要求。研制的５０×８０×２０ｍｍ环形成品铁芯的双极性脉冲特性：当频率ｆ＝２０ｋＨｚ、△Ｂ＝１．２Ｔ时，脉冲损耗Ｐ＝３２．５Ｗ／ｋｇ，磁导率μ＝４．１×１０４；△Ｂ＝１．６Ｔ时，Ｐ＝６５Ｗ／ｋｇ，μ＝３．１２×１０４，性能大大超过了铁氧体材料从实际大批量生产的角度出发，探讨了大尺寸成品铁芯在无保护气氛条件下处理所存在的问题。

超微晶合金FE_（73．5）CU_1Nb_3Si_（13．5）B_9晶化相的电镜

用透射电镜和能谱仪分析了Ｆｅ７３．５ＣＵ１Ｎｂ３Ｓｉ１３．５Ｂ９合金经不同温度退火后的组织、晶化相结构以及不同晶化相中的各元素含量变化。合金于４５０℃退火１ｈ析出尺寸小于５ｎｍ的ｂｃｃＦｅ（Ｓｉ）相，并且其尺寸随退火温度的升高而增大到约１５ｎｍ。于６００℃退火时合金中析出四方结构的Ｆｅ３Ｂ相，其晶格常数为ａ＝０．８７ｎｍ，ｃ＝０．４３９ｎｍ。在７００℃退火时出现面心立方结构的Ｆｅ３Ｂ６相，其晶格常数ａ＝１．０３９ｎｍ。在Ｆｅ（Ｓｉ）相中，含有约１７ａｔ％的Ｓｉ，在Ｆｅ２３Ｂ６中含有约１１ａｔ％的Ｓｉ和约４ａｔ％的Ｎｂ，而在ＦＥ３Ｂ中Ｓｉ和Ｎｂ含量均很少。

基于超微晶合金的传感器噪声匹配变压器设计

为提高传感器的前置放大器的性能,克服传统变压器对放大器进行噪声匹配带来的不足,提出了采用高磁导率、低矩形比的超微晶合金材料制作噪声匹配变压器的方法。利用高磁导率、低矫顽力、低矩形比及损耗的超微晶合金材料设计用于传感器噪声匹配的变压器,克服传统软磁材料在诸多方面对传感器信号不利影响。从软磁材料特性及变压器等效电路着手进行分析,测试了不同类型的软磁材料对信号的实际影响效果。经测试说明VAC500F材料制作的变压器有着18.6 dB信噪比提高,低于0.1%的总谐波失真以及较高带宽和低损耗的特性,其性能比铁氧体等传统材料更优越,在用于传感器信号检测电路中更具有实用价值。

超微晶合金在逆变焊机上的应用

铁基超微晶合金具有优良的综合磁性能,已迅速成为逆变焊机主变压器铁芯的最佳选择。同铁氧体相比,FeNbCuSiB超微晶合金具有更低的高频损耗,优异的温度稳定性。在-40^+140℃范围内超微晶铁芯的损耗随温度变化很小,磁导率随温度升高逐渐减小,110℃时磁导率变化率仍小于15%。选用铁基超微晶薄带绕制铁芯,浸漆固化后可以大大提高铁芯强度,铁芯设计规格可以更灵活,同时减小铁芯整体体积,提高变压器工作安全性。FeMoCuSiB超微晶合金以其优良的综合磁性能,在逆变焊机上的应用展现了强大的竞争力。

Fe基超微晶合金的XRD研究

用ＸＲＤ测定了退火Ｆｅ＿（７３．５）Ｃｕ＿１Ｍ＿３Ｓｉ＿（１３．５）Ｂ＿９（Ｍ＝Ｎｂ、Ｍｏ）合金中晶化相──α－Ｆｅ（Ｓｉ）和非晶相的结构，讨论了添加元素Ｍ＝Ｎｂ、Ｍｏ对Ｆｅ＿（７３．５）Ｃｕ＿１Ｍ＿３Ｓｉ＿（１３．５）Ｂ＿９合金起始磁导率影响的原因。结果表明，添加Ｎｂ的Ｆｅ＿（７３．５）Ｃｕ＿１Ｎｂ＿３Ｓｉ＿（１３．５）Ｂ＿９合金其α－Ｆｅ（Ｓｉ）的尺寸小，Ｓｉ含量高，且非晶相的铁磁性强，从而获得了较高的起始磁导率。

Fe_(70)Cr_(18)Mo_2Si_1B_9微晶合金中缺陷的正电子湮没研究

为了了解微晶合金中的缺陷变化情况,在以往工作的基础上,用正电子湮没Doppler展宽能谱仪测量了Fe_(70)Cr_(18)Mo_2Si_1B_9微晶合金原始薄带经不同温度处理、原始薄带破碎热压成块状材料及其在1000℃退火后的线形S参数。表明在该合金的原始薄带中存在三种类型的缺陷,热处理时缺陷大致分两步消除和减少(分别在室温至600℃和800℃至1000℃),热压成型过程中会给块状试样引进大量的缺陷,且不同工艺引进的缺陷量不等。成型过程中引进的缺陷相当稳定,即使1000℃退火都不能消除。