玻璃包覆铁基合金微丝的微结构与吸波性能

采用熔融纺丝工艺制备了玻璃包覆Fe基非晶合金微丝,通过X射线衍射分析研究了工艺条件对其微结构的影响,采用扫描电子显微镜分析了拉丝速度对微丝直径、玻璃包覆层厚度等结构参数和形貌的影响,利用微波矢量分析仪测量了2～18GHz的复磁导率和复介电常数,计算模拟了1mm厚度单层吸波材料的吸波性能。结果表明,通过冷却水急冷淬火可以获得非晶态结构,氩气保护可以防止合金氧化;拉丝速度提高有利于减小微丝直径,但玻璃包覆层的体积含量也随之增加;由该玻璃包覆Fe基非晶合金微丝设计的薄层吸波材料,在3～18GHz的宽频段内可以获得〈-2.5dB的微波吸收性能。

玻璃包覆铁基合金微丝制备微熔池的稳定性

保持微熔池稳定是采用玻璃包覆熔融纺丝法连续稳定制备微丝的前提.采用理论计算分析了感应加热器结构参数、加热电流、微熔池的体积、微熔池在感应加热器中的位置等因素对铁基合金微熔池温度和所受悬浮力的影响,获得了保持微熔池稳定的合理工艺参数.在合适的拉丝温度(1280℃左右)下,增大感应加热器锥角和下锥孔高度,减小感应加热器高度、下锥孔半径以及微熔池中心与下锥孔上端面之间的距离,均有利于提高铁基合金微熔池所受悬浮力;减小电流的同时减小微熔池的体积(质量),有利于减小重力与悬浮力差值.在本文研究条件下,整体感应加热器的合理结构尺寸为:感应加热器锥角120～130°,感应加热器高度12～14mm,下锥孔高度2～4mm,下锥孔半径3～4mm.微熔池中心与感应加热器下锥孔上端面之间的合理距离为4～6mm,合适的微熔池质量为1.5～2.0g.采用结构优化的整体感应加热器,并通过连续进料使微熔池的体积(质量)保持基本不变,实现了玻璃包覆铁基合金微丝的连续稳定制备.

工艺参数对玻璃包覆铁基合金微丝尺寸、结构和力学性能的影响

以玻璃包覆Fe69Co10Si8B13合金微丝为研究对象,研究了拉丝速率及冷却条件对微丝尺寸、结构及力学性能的影响;分析了不同冷却条件下微丝的拉伸断裂机制.结果表明:当拉丝速率由5m.min-1增加到400m.min-1时,微丝及芯丝直径分别由95.2μm和26.9μm减小到14.5μm和7.2μm;拉丝速率由50m.min-1增加到400m.min-1时,芯丝抗拉强度由1305MPa增大到5842MPa;冷却距离小于20mm时,微丝尺寸和抗拉强度均随冷却距离的增大而显著减小;冷却距离大于20mm时,冷却距离对微丝尺寸和抗拉强度的影响很小;采用水冷方式且拉丝速率大于5m.min-1时所获得的微丝均为非晶态结构,而采用空冷方式制备的非晶态微丝的拉丝速率应大于或等于20m.min-1;芯丝的断裂方式为伴随不均匀塑性流变的脆性断裂,且脆性断裂倾向随冷却距离的增加而增大.

几何尺寸对玻璃包覆铁磁合金微丝性能影响的分析及模拟

根据玻璃包覆合金微丝内应力的来源,分析了合金与玻璃层的热膨胀系数差异产生的内应力与玻璃包覆层和合金的杨氏模量、热膨胀系数以及尺寸的关系。通过计算不同合金芯直径和玻璃包覆层厚度时合金微丝不同径向位置处的内应力,建立了理想无限长玻璃包覆Fe基和CoFe基合金微丝的磁畴结构模型。模拟研究了玻璃包覆层厚度与合金芯半径的比值对内应力及磁各向异性的影响规律。结果表明,高饱和磁致伸缩系数和高的玻璃包覆层/合金芯半径比值使玻璃包覆合金微丝具有高内应力,最终导致高的磁各向异性等效场。

玻璃包覆铁基微丝的微波电磁特性(英文)

本文研究了玻璃包覆非晶微丝FeCoMnSiB在微波频段的电磁特性.用X射线衍射技术分析了退火前微丝和不同温度退火后微丝的组织结构.分析结果表明,铁基微丝在退火前的组织是由纳米晶和非晶混合组成的,经过465～550℃等温退火1.h后,微丝内部组织和电磁特性都发生了改变.把退火前和经过不同温度退火处理过的微丝按一定配比分别散乱混合在石蜡基体里制成同轴样品,采用矢量网络分析仪测试微丝在2.GHz到18.GHz频段的复介电常数和复磁导率,同时模拟计算不同厚度单层吸波涂层的反射吸收率.由退火前微丝填充组成的涂层中,最小反射率可达-30dB;当微丝经过490℃等温退火后,不同厚度涂层的反射率曲线出现了不止一个吸收峰,而且有的曲线上的吸收峰同时都小于-10dB,吸波的频率范围变宽.结果表明,玻璃包覆铁基微丝可作为电磁损耗材料,具有良好的微波吸收特性.

玻璃包覆磁性合金微丝复合媒质的微波介电性能

利用熔融拉微丝法制备了玻璃包覆非晶态磁性合金微丝，采用微波矢量网络分析仪及同轴线法测试了不同含量和排布的玻璃包覆磁性合金微丝-石蜡复合媒质的微波复介电常数，并和铁镍合金微丝-石蜡复合媒质的介电性能进行了比较。结果表明玻璃包覆磁性合金微丝复合媒质具有比相同含量的铁镍合金微丝复合媒质具有更低的复介电常数。圆周排列的玻璃包覆磁性合金微丝复合媒质在所测试的微波频率范围内具有电偶极子共振特征，一定含量的短玻璃包覆磁性合金微丝复合媒质具有电禁带结构。讨论了含量和排列方式影响玻璃包覆非晶磁性合金微丝复合媒质微波介电性能的原因。

退火对玻璃包覆合金微丝磁性能的影响

研究了退火对玻璃包覆FeCuNbVSiB(Fe基)和CoNiFeSiB(Co基)合金微丝磁性能的影响。结果表明,Fe基和Co基玻璃包覆合金微丝的矫顽力都是随着退火温度的升高先降低后增高,矫顽力分别在470℃和360℃退火后达到最小值:154A/m和141A/m。随着Fe基微丝样品中Fe-B硬磁相的出现和Co基微丝样品中α-Co晶粒的出现,Fe基和Co基玻璃包覆合金微丝的矫顽力和饱和场都急剧增加。

玻璃包覆磁性合金微丝性能研究进展

综述了玻璃包覆磁性合金微丝复合材料的制备、磁性能及高频电磁性能的研究进展。分析了玻璃包覆磁性合金微丝的特点及成为研究热点的原因。归纳了不同磁致伸缩系数微丝的磁结构研究,尺寸、长度、热处理及含量等对玻璃包覆磁性合金微丝的磁性能及高频电磁性能的影响,展望了它在传感器、微波与吸波方面的应用前景。

玻璃包覆磁性合金微丝的介电性能分析与模拟

玻璃包覆磁性合金微丝的介电性能与非磁导电微丝的不同。分别从理论上分析了平行和随机分布的玻璃包覆磁性合金微丝/电介质复合材料的介电常数公式,并模拟了典型的玻璃包覆磁性合金微丝/橡胶复合材料的介电常数,探讨了不同频率及磁畴分布的玻璃包覆磁性合金微丝/电介质复合材料的介电性能的变化规律。结果表明:玻璃包覆磁性合金微丝的介电性能在中高频及微波频率范围内通过阻抗受其磁性能的影响,可以通过控制磁性能对其高频介电性能进行调控。

玻璃包覆合金微丝的微波磁性能分析及模拟

基于无限长的单畴圆柱体的微波进动方程,推导了玻璃包覆磁性合金微丝内芯区的微波磁导率,模拟了Fe基合金微丝外壳区的微波磁导率并分析了合金微丝外壳区自然铁磁共振频率的影响因素。根据理论分析结果,模拟了典型的玻璃包覆磁性合金微丝内芯区和外壳区的微波相对复磁导率以及几何尺寸改变时玻璃包覆合金微丝的自然铁磁共振频率的变化规律,探讨了几何尺寸对玻璃包覆磁性合金微丝的自然铁磁共振频率的影响规律。结果表明,微丝合金内芯的自然铁磁共振频率主要依赖于合金的饱和磁化强度,Fe基合金微丝合金外壳层的自然铁磁共振频率依赖于磁各向异性等效场,自然铁磁共振频率可以通过改变合金微丝的几何尺寸而控制。

玻璃包覆FeCuNbVSi1B和CoFeNiBSi磁性合金微丝制备工艺及微结构

利用熔融拉丝法制备了直径范围分别为6．3～28．0μm和14．0～35．2μm、具有不同微结构的玻璃包覆Fe735Cu100Nb1.0V2．0Si13．5B9.0和C069.1Fe5.2Ni1B14.8Si9.9非晶／纳米晶磁性合金。利用X射线衍射和扫描电子显微镜分析研究了合金成分、拉丝速度、保护气体、冷却速率等对制备的玻璃包覆合金微丝微结构的影响。结果表明，拉丝速度越快，制备的玻璃包覆合金微丝的直径越小。采用氩气保护及水冷制备出呈良好非晶态的玻璃包覆合金微丝，不用水冷则制备出玻璃包覆纳米晶合金微丝，不用保护气体则制备出的是有少量氧化的玻璃包覆纳米晶合金微丝。

Ni基玻璃包覆合金微丝的组织与电磁性能分析

介绍了玻璃包覆金属微丝制备工艺,通过扫描电镜、透射电镜和X射线衍射对Ni基玻璃包覆合金微丝进行了组织和结构分析;并进行微波电磁参数测定与吸波涂层电设计.结果表明,由于这种制备工艺的独特性,所制备的Ni基玻璃包覆合金微丝具有纳米级(50～100nm)晶粒尺寸,并具有特殊的电磁性能,在吸波材料方面具有潜在的应用价值.

短玻璃包覆合金微丝的静磁性能分析与模拟

分析短玻璃包覆合金微丝的磁畴形状,并建立短玻璃包覆合金微丝磁畴的磁化方向模型。根据短玻璃包覆合金微丝的不同长度区域,推导出合金微丝内芯在微丝长度短于和长于临界长度时的平均纵向剩磁比计算公式。模拟临界长度与内芯外壳分界半径的比值随磁各向异性场的变化,以及剩磁比随微丝长度变化。结果表明合金微丝的剩磁比随长度增大,先是迅速增大后增速缓慢,长合金微丝剩磁比较高。

玻璃包覆金属微丝的快速凝固制备及应用

玻璃包覆金属微丝具有耐蚀、耐高温、抗辐照及高绝缘性等特点,作为精密电子元器件用电磁线,具有重要的应用前景。综述了玻璃包覆金属微丝制备技术的发展现状、基本工艺原理、主要工艺参数以及玻璃包覆金属微丝材料的种类、微丝的形状尺寸与组织,介绍了玻璃包覆金属微丝在电气、电子工业以及复合材料制备等领域的用途。

玻璃包覆磁性微丝的制备及微波电磁性能

采用Taylor-Ulitovsky方法制备了Fe基和Co基非晶态玻璃包覆微丝，测试并分析了玻璃包覆微丝的微结构、微观形貌、静磁性能及其微波复磁导率和复介电常数。研究结果表明，通过改变拉丝速度，可以制备出直径6．3～23．5μm的非晶态玻璃包覆微丝；制备时通过水冷或气氛保护可以控制样品的物相组成。典型样品的各项异性等效场高达7．96μ10^3A／m。Fe基样品磁导率在6．3GHz具有自然共振峰，Co基样品在所测频率范围没有共振峰，此测量结果和根据理论计算的自然铁磁共振频率基本一致。典型样品的相对微波复介电常数均低于25且随频率升高而降低。

玻璃包覆纯铜微丝耐腐蚀性能及电学性能

制备硼硅酸盐玻璃包覆纯铜微丝,其主要尺寸范围为：铜丝直径4-30μm,玻璃包覆层厚度2-8μm;对微丝的耐腐蚀性能和电学性能进行评价。结果表明：玻璃包覆纯铜微丝在中性盐雾实验条件下,抗潮热盐雾腐蚀时间在240 h以上;对于外径25μm、包覆层厚度3.2μm和外径18μm、包覆层厚度2.5μm玻璃包覆纯铜微丝,平均击穿电压分别达到1 174 V和774 V,耐击穿电压分别在1 050 V和660 V以上;外径25μm、包覆层厚度3.2μm的玻璃包覆纯铜微丝抗软化击穿温度大于400℃。

不同直径玻璃包覆非晶微丝的制备及其磁性能

采用熔融拉丝法制备了直径范围分别在6.1～28.0μm和14.0～35.2μm之间的玻璃包覆非晶Fe基和Co基合金微丝,测试了不同合金直径和不同玻璃包覆层厚度的玻璃包覆合金微丝样品的静磁性能.结果表明:轴向矫顽力和轴向剩磁比随着微丝直径的增大而降低,随着玻璃包覆层的增大而升高;径向剩磁比的变化趋势则相反.微丝合金直径和玻璃包覆层厚度改变,静磁性能变化的主要原因是作用在合金芯上的内应力的变化,导致了具有不同磁畴结构的合金内芯区和合金外壳区体积比的改变.

Fe基玻璃包覆微丝的吸波性能研究

实验分析了微丝的组织结构，表明微丝是非晶态的，内部芯丝表面光滑，在长度方向上厚度均匀。用矢量网络分析仪测定了微丝的电磁参数，并进行了不同填充率不同厚度的单层吸波涂层设计，结果显示微丝在微波波段10～18GHz频段范围内具有较好的衰减特性，反射率最小值为--32dB，吸波效果好。

钴基玻璃包覆微丝的电磁性能

以熔融纺丝法制备的玻璃包覆CoFeSiBC合金微丝为研究对象,分析了合金丝的组织结构,表明微丝是非晶态的,芯丝直径4μm,玻璃层厚10μm,玻璃占了微丝体积的绝大部分,芯丝表面光滑,与玻璃包覆层紧密结合。用矢量网络分析仪测量了微丝电磁参数,并进行了不同厚度的单层吸波涂层设计,结果显示微丝在10～18GHz微波频段内具有较好的衰减特性,反射率最小值为-27dB,吸波效果好。

玻璃包覆Co_(68)Fe_(4.5)Si_(13.5)B_(14)非晶微丝的力学性能

以玻璃包覆Co68Fe4.5Si13.5B14非晶微丝为研究对象,对经氢氟酸溶液腐蚀不同时间的微丝和不同直径的原丝进行了力学性能评价和断口形貌分析。结果表明,玻璃包覆非晶微丝的断裂过程是弹性变形。外径为28μm、内径为8.8μm的微丝经氢氟酸溶液腐蚀,刚去掉玻璃包覆层时裸丝的抗拉强度最大,可达到3545MPa,应变量为1.96%;若微丝经酸液腐蚀仍存在玻璃层,当腐蚀时间为40s时,抗拉强度和延伸率达到该阶段的最大值,分别为724MPa和1.3%;同时玻璃包覆Co68Fe4.5Si13.5B14非晶微丝具有尺寸效应,微丝的抗拉强度随直径的减小而增大。