脉冲磁场处理非晶合金产生的纳米晶化相的磁伸性质

低频脉冲磁场处理工艺,使非晶薄带Fe78Si9B13产生纳米晶化,析出α-Fe(Si)纳米相,形成α-Fe(Si)纳米晶与剩余非晶的双相纳米合金。穆斯堡尔谱分析,随着脉冲磁场的强度提高,双相纳米晶合金的晶化相体积分数增加。纳米晶化相α-Fe(Si)的磁致伸缩系数λcs为-1.287×10-4～-1.345×10-4。控制晶化相体积分数,可以使双相纳米晶合金的有效磁致伸缩系数λes最小,有利于提高双相纳米晶合金的软磁性能。

低频磁脉冲处理Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的低温纳米晶化

对Fe_(78)Si_98_(13)非晶进行了低频磁脉冲处理(场强0．01—0．04 T,频率20—40 Hz,作用时间60—300 s),以红外非接触测温仪测量处理过程的试样温升,用M(?)ssbauer谱、透射电镜观察试样的微结构变化．研究表明,在磁脉冲作用下,非晶合金发生了低温纳米晶化(温升△T=7℃),晶化相α-Fe(Si)的晶粒尺寸约10 nm．析出量2．18%—9．43%;所形成的双相纳米合金对应的平均超精细磁场较非晶的原始制备态明显增加．

非晶合金CoFeNbSiB的纳米晶化及磁性

研究了Ｃｏ６８Ｆｅ７Ｎｂ５Ｓｉ１２Ｂ８和Ｃｏ６４Ｆｅ１１Ｎｂ５Ｓｉ１２Ｂ５两种非晶合金在４００～５８０℃温度间等温退火１ｈ后的纳米晶化行为和磁性．结果表明，在４５０～５６０℃退火ｌｈ后，在两种非晶合金的基体上均析出了单一晶相ｂｃｃ结构的α－Ｆｅ（Ｃｏ）固溶体当退火温度（Ｆａ）低于４７０℃时，合金具有很好的软磁性能；Ｔａ为５４０～５６０℃，矫顽力明显增加，在弱场下磁化强度变得很低；当Ｔａ≥５８０℃时，新的晶化相Ｃｏ－Ｂ，Ｆｅ－Ｂ及其它化合物析出，磁性变得比较软这可能是由于具有ｂｃｃ结构的α－Ｆｅ（Ｃｏ）相具有大的磁致伸缩．

钢铁材料表面自身纳米晶化及其应用前景

实现钢铁材料表面自身纳米晶化的主要方法有超声喷丸、高能喷丸和机械研磨处理等。大塑性变形诱发晶粒碎化和应变诱导相变是钢铁表面自身形成纳米晶的主要机制。表面自身纳米晶化能够显著提高钢铁材料的表面强度、硬度、耐磨和耐疲劳性能,在化学热处理和电化学防护方面展示了广阔的应用前景。

FeCuNbSiB非晶合金的纳米晶化及其软磁性能

采用单辊快淬法制备了宽2mm,厚20μm的Fe75.5Cu1Nb3Si13.5B7非晶薄带,通过等温退火得到了非晶纳米晶双相结构的软磁性材料,纳米晶平均晶粒尺寸为8～11nm。利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)研究了非晶晶化后的组织与性能,发现非晶基体上析出了单一bcc结构的α-Fe(Si)固溶体。研究了Fe基合金在不同退火条件下纳米晶化后的软磁性能,结果表明:在783～865K退火1h后,可获得较高的饱和磁感应强度Bs和较低的矫顽力Hc,并且在823K退火1h后,表现出最佳的软磁性能,饱和磁化强度Bs为135.266Am2.kg-1,矫顽力Hc最低为1.8A.m-1。

非晶合金纳米晶化的研究进展

纳米晶材料是目前材料科学与工程领域中最具吸引力的材料之一。而非晶合金晶化法是纳米晶材料的主要制备方法之一。本文综述了国内外非晶合金纳米晶化的主要方法和研究动态,包括热致晶化、电致晶化、机械晶化和高压晶化等。并对各种方法的原理、特点、存在的问题以及最新进展进行了述评。同时介绍了清华大学在大块非晶合金高强脉冲电流晶化研究中取得的进展。

高能球磨诱发Fe78Si13B9非晶合金纳米晶化的研究

利用X射线衍射和透射电子显微镜研究了高能球磨条件下Fm8Si13B9非晶合金的机械诱发纳米晶化过程中的结构变化和晶化动力学，利用Scherer公式计算了晶化的α—Fe颗粒的平均直径D，在球磨3h之后开始形成α-Fe相晶粒，D为2～10nm．晶化动力学通过X射线衍射数据给出的晶化体积分数来分析．由经典的Johnson-Mehl-Avrami（JMA）模型得到Avrami指数n=1．53，表明机械诱发纳米晶化过程中其形核机制为均匀形核，晶粒生长机制为从小尺寸晶核开始的三维生长．

非晶Fe_(78)Si_9B_(13)在脉冲磁场作用下纳米晶化及物理机理

采用TEM和穆斯堡尔谱技术,研究了非晶合金Fe78Si9B13晶化的结构与脉冲磁场强度的关系,并对低频脉冲磁场致非晶合金纳米晶化的物理机制进行了理论研讨。一定频率下的脉冲磁场,将使非晶合金磁致伸缩的能量降低非晶合金的形核势垒,从而使非晶合金得以晶化。实验对非晶合金Fe78Si9B13进行了两种脉冲磁场处理:脉冲频率固定,磁场强度不断增加;磁场强度固定,脉冲频率不断增加。结果表明,低频脉冲磁场处理可使非晶合金Fe78Si9B13发生纳米晶化;晶化量与磁场强度不呈线性关系,而是存在一极值的曲线分布。

Fe基非晶软磁合金的纳米晶化及磁性

研究了Fe78Si9B13,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9,Fe74Cu1Mo2Nb1Si13B9三种非晶软磁合金在753～853K温度间等温退火1h后的纳米晶化行为和磁性,实验证明Cu,Nb和Mo元素的加入有助于提高晶化温度,稳定非晶组织.同时采用差热分析和X衍射仪分析了三种合金的晶化相,测量了其磁滞回线,结果表明1#,2#,3#合金分别在753K,813K,753K退火1h后可获得优良的综合软磁性能.

高强脉冲电流工艺参数对Fe基非晶合金纳米晶化的影响

高强脉冲电流能使Fe基非晶合金在低于非晶转变温度70～100K的条件下实现快速晶化。脉冲频率和处理时间对Fe基非晶合金晶化过程有显著影响。在高强脉冲电流的作用下,随着处理时间的增加,Fe基非晶合金先发生结构弛豫,然后在某一临界处理时间之后发生快速晶化,析出大量的α-Fe(Si)纳米相,最后晶化过程趋于稳定。提高脉冲频率f,可以有效缩短临界处理时间,但不改变Fe基非晶合金纳米晶化过程中显微硬度的变化趋势。与等温退火工艺相比,高强脉冲电流处理是一种高效的非晶合金快速晶化方法。

低频脉冲磁场处理非晶Fe_(78)Si_9B_(13)合金纳米晶化的DSC研究

用低频脉冲磁场处理非晶Fe78Si9B13合金,采用差示扫描热分析(DSC)的方法测定了不同升温速率下非晶Fe78Si9B13合金的DSC曲线,利用Kissinger方程计算出了晶化过程的激活能。结果表明,晶化激活能由处理前的433.6kJ/mol降到200kJ/mol以下,提高了晶核形核速率,抑制了晶核长大速率,从而实现了非晶合金的低温纳米晶化。

用MTGA法研究非晶合金的纳米晶化过程

用ＭＴＧＡ测量ＦｅＣｕＮｂＳｉＢ非晶样品的表观失重与温度关系σ－Ｔ和ｄσ／ｄＴ－Ｔ，发现非晶合金晶化过程可区分为５个不同阶段．研究经７５３～８８３℃等温退火１ｈ的样品发现，Ｔａ升高，析出的磁纳米晶体αＦｅＳｉ量增多，剩余非晶相的居里温度也升高．ＴＣ＝０．５２Ｔａ＋３６４．８，相关系数ｒ＝０．９８．

非晶Fe_(78)Si_9B_(13)合金磁致低温纳米晶化的超精细结构研究

用低频脉冲磁场处理了非晶Fe78Si9B13合金,以红外非接触测温仪测量处理过程的温升,用Mssbauer谱、XRD和TEM等手段观察样品的超精细结构变化。结果表明,脉冲磁场处理过程中,非晶Fe78Si9B13合金发生了低温纳米晶化,试样温升均<7℃,晶化析出相仅为α-Fe(Si),晶粒尺寸约为10nm,析出量为2.428%～6.992%,所形成的非晶-纳米晶双相合金的平均超精细磁场较原始非晶发生了明显变化,其单峰向低位场移动,在高位场又有出现另一单峰的迹象,脉冲处理参数不同,各峰出现的位置不同。

Fe_(78)Si_(9)B_(13)非晶合金纳米晶化的低频脉冲磁场处理方法

低频脉冲磁场处理是一种崭新的非热处理型非晶纳米晶化的方法·针对非晶合金Fe78Si9B13进行了低频脉冲磁场处理,用M ssbauer谱仪、透射电子显微镜观察处理后样品的微观结构变化·研究表明,低频脉冲磁场可促进非晶合金Fe78Si9B13发生纳米晶化,在所用脉冲磁场参数下,晶粒尺寸为2～10nm,且试样温升小于20℃·结合脉冲磁场参数对晶化量的影响,初步探讨了脉冲磁场对非晶合金Fe78Si9B13纳米晶化的作用机制·

纳米晶化对CoNbZr薄膜结构及阻抗的影响

采用独特的快速循环纳米晶化技术,对直流磁控溅射制备的非晶CoNbZr软磁膜,进行纳米晶化。研究了在不同的纳米晶化工艺条件下,薄膜的微观结构和阻抗性能。CoNbZr软磁薄膜晶粒细化到30nm,阻抗值从20Ω增加到100Ω(1400MHz),阻抗共振峰向低频移动200MHz左右,极大改善了薄膜的软磁性能。

表面纳米晶化处理中碳钢的组织与力学性能

采用高能表面处理技术在40Cr钢的表面制备出具有纳米晶体特征的表面层。用扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了表面纳米层的微观结构,并利用纳米压入法测定了表面纳米层的硬度。结果表明,经过高能表面处理后,样品表面层的晶粒细化为纳米晶,平均晶粒尺寸约为11 nm,表面纳米层的硬度明显提高。

Y添加Ti_(40)Zr_(25)Cu_9Ni_8Be_(18)非晶合金的纳米晶化及力学性能

利用铜模铸造法制备直径为3mm的(Ti_(40)Zr_(25)Cu_9Ni_8Be_(18))100-xYx(x=0,1.0,1.5,2.0,3.0)合金棒材,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差式扫描量热计(DSC)和单轴压缩测试设备对合金的组织、玻璃形成能力和力学性能进行研究。结果表明:Y元素含量为1.0%(原子分数,下同)时,合金的衍射结果为非晶态;Y元素含量为1.5%时,诱发了非晶合金的纳米晶化。在高分辨透射电镜下可观察到,非晶基体上析出5~20nm左右的晶化相,含Y为1.5%的合金抗压强度高达1990MPa,塑性应变高达3.0%;Y添加后合金断口处剪切带数量增加。多剪切带之间的交错,阻碍不均匀形变,提高了合金的塑性和强度。

低频脉冲磁场致非晶合金Fe_(78)Si_9B_(13)纳米晶化及机制

用TEM和穆斯堡尔技术研究了非晶Fe78Si9B13合金磁致晶化结构及晶化与脉冲磁场参数的关系,并粗略研究了非晶合金纳米晶化机制。结果表明:脉冲磁场作用产生的磁致伸缩能降低了非晶合金的形核势垒,使非晶合金得以纳米晶化。因为量子尺寸效应,试样电阻显现复杂性。

非晶Co-Nb-Zr薄膜的纳米晶化及磁性

采用扫描式差热 (DSC)分析、X射线衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM)、梯度样品磁强计 (AGM)和磁力显微镜 (MFM) ,研究磁控溅射制备的Co80 .8Nb14 Zr5.2 磁性薄膜 ,在 4 85℃～ 5 5 0℃间的等温晶化行为以及快速纳米晶化 30s后的薄膜结构和磁性。结果表明 ,非晶薄膜的晶化温度在 4 2 0℃～ 4 5 0℃ ,Avrami指数在 1.17～ 1.39,晶化行为以一维形核长大为主。纳米晶Co Nb Zr薄膜的磁性能受晶粒大小和晶粒对非晶基体形成应力以及磁晶各向异性的共同影响。

Co基磁性薄膜的快速循环纳米晶化

采用独特的快速循环纳米晶化技术(RRTA)对直流磁控溅射制备的非晶CoNbZr软磁膜进行纳米晶化。研究了不同的纳米晶化工艺条件下,薄膜的微观结构和软磁性能。结果表明,CoNbZr软磁薄膜晶粒细化到30 nm,RRTA晶化方法可有效地控制CoNbZr薄膜的软磁性能。