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．

退火温度对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶带材软磁性能的影响

采用单辊法制备了宽20 mm、厚25μm的Fe78Si9B13非晶带材,再将非晶带材进行不同温度的退火处理,研究了退火温度对其软磁性能的影响。结果表明,随退火温度的升高,Fe78Si9B13非晶带材的初始磁导率、饱和磁感应强度、矫顽力和电感呈先增大后减小的趋势;当退火温度达到400℃时,其综合软磁性能最佳,初始磁导率为6.648 K,饱磁感应强度为1.517 T,矫顽力为15.73 A/m。当退火温度达到450℃时,其磁导率受磁场强度的影响很小,呈现出恒导磁特性。

低频脉冲磁场处理Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金的微观结构及其磁性

研究了低频脉冲磁场处理对非晶合金Fe78Si9B13微观结构及磁性的影响。用非接触红外测温仪对试样的温升进行测量,用穆斯堡尔谱仪、透射电镜等仪器对样品的组织结构、晶化行为进行分析,利用交变梯度磁强计AGM对样品的磁性进行测试。结果表明,低频脉冲磁场处理(脉冲频率f=10～40Hz,磁场强度H=(100～400)×79.6A/m,处理时间t=180～1200s)可在温升?Τ≤7℃的情况下,促进非晶合金Fe78Si9B13发生单相晶化,晶化相为α-Fe(Si),晶粒尺寸为2～10nm,析出量为3%～7%。样品在经过f=40Hz,H=300×79.6A/m,t=300s处理后,获得较好磁性能:Bs=1.74T,Hc=0.13×79.6A?m-1。

Fe_(78)B_(13)Si_9熔体与铁的润湿行为

采用座滴法研究了真空条件下1180～1220℃之间Fe78B13Si9熔体在纯铁上的润湿行为，结合DeGennes液滴润湿动力学模型分析了Fe78B13Si9熔体在纯铁上的润湿动力学。结果表明：Fe78B13Si9熔体与铁间有良好的润湿性，平衡接触角在10°～40°之间；Fe78B13Si9熔体与铁的润湿为反应性润湿，润湿过程中由于熔体与基体之间的溶解和相互扩散，熔体体积首先增大，然后随着熔体等温凝固的进行又逐渐减小；由于熔滴体积在润湿过程中不断变化，以及测量接触角与实际接触角的差异，DeGennes液滴润湿动力学模型不能描述Fe78B13Si9熔体在铁基体上的铺展规律。

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_(78)Si_9B_(13)合金的非晶形成能力和软磁性能研究

采用单辊法制备宽为20 mm、厚为25μm的Fe78Si9B13合金带材,用XRD和DSC分析其非晶形成能力、晶化行为和热稳定性,并研究退火温度对其软磁性能的影响。结果表明:淬火态Fe78Si9B13合金带材为非晶态,一级起始晶化温度Tx1为517℃;二级起始晶化温度Tx2为530℃;当退火温度升高到450℃,开始部分晶化,微量析出bcc结构的α-Fe(Si)晶化相,磁化曲线呈一定的线性关系,即合金呈恒导磁特性。随着退火温度的升高,Fe78Si9B13合金带材的初始磁导率μi、饱和磁感应强度Bs和矫顽力Hc,呈先增大后减小的趋势。测试频率为50 Hz,随着退火温度的升高,磁导率μa呈先增大后减小的趋势,磁损耗Ps呈先减小后增大的趋势。

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。

磁致Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金纳米晶化磁矩的理论计算

用低频脉冲磁场处理非晶Fe78Si9B13合金,在低温下发生了纳米晶化,利用Mssbauer谱和LDJ9600震动样品磁强计进行了微结构和磁性分析。借助于固体与分子经验电子理论中的BLD方法,计算了非晶Fe78Si9B13合金磁致低温纳米晶化前后的价电子结构,并算出了磁矩,其理论计算值与实验测定值的误差小于7%,满足一级近似要求,说明从价电子层次上计算非晶合金的磁矩是可以实现的。

熔体过热度对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶条带磁性能的影响

为了研究合金熔体过热度和退火温度对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶条带磁性能的影响,在180、200和230℃3个不同合金熔体过热度下利用单辊法制备了宽142 mm、厚23μm的非晶条带.在350~370℃范围内选取5个退火温度对非晶条带进行纵向磁场退火,并利用硅钢测试仪对退火后的非晶条带进行磁性能测试.结果表明,随着合金熔体过热度的增大,非晶条带的激磁功率和损耗均呈下降趋势.随着过热度和退火温度的降低,非晶条带的磁性能分布区间变窄,但其稳定性增强.适当提高过热度和热处理温度有助于获得具有最佳磁性能的非晶条带.

Fe_(78)B_(13)Si_9 纳米晶合金的晶体结构

用高密度电脉冲处理Ｆｅ７８Ｂ１３Ｓｉ９（Ｍｅｔｇｌａｓ２６０５Ｓ２）非晶合金，形成了纳米晶合金，并用Ｘ射线衍射和透射电镜研究了纳米晶合金的晶粒结构，结果表明，两个晶体相为αＦｅ（Ｓｉ）固溶体和Ｆｅ２Ｂ（ｂｃｔ）化合物，晶粒尺寸为１９ｎｍ．αＦｅ（Ｓｉ）相的晶格参数为ａ＝０２８５６８ｎｍ，Ｆｅ２Ｂ的晶格参数为ａ＝０５１４５ｎｍ和ｃ＝０４２４９ｎｍ．随电脉冲时间的增加，晶粒尺寸略有增加，而晶格参数则相应降低．αＦｅ（Ｓｉ）相晶格参数的减小与晶粒的微弱生长及由此引起的αＦｅ（Ｓｉ）相中的Ｓｉ含量增加有关．而Ｆｅ２Ｂ（ｂｃｔ）相晶格参数的减小是由该相在电脉冲处理过程中较为明显的生长所引起的．

低频脉冲磁场处理非晶合金Fe78Si9B13低温纳米晶化的穆斯堡尔谱研究

用低频脉冲磁场处理非晶Fe78Si9B13合金，处理过程中的温升用LRSC型红外非接触测温仪测量，处理前后的试样用Mossbauer谱结合透射电镜进行了微结构分析。结果表明，在低频脉冲磁场处理下，非晶Fe78Si9B13合金在低温下即发生了纳米晶化，试样温升小于7℃时，晶化析出相为体心立方α-Fe（Si），析出量介于2．18％-9．43％之间，晶粒尺寸约10nm，且所形成的非晶／纳米晶双相纳米合金的平均超精细磁场较原始非晶合金的均有所增强。

Fe_(78)Si_9B_(13)非晶薄带的力学性能与高能射线屏蔽性能研究

对Fe78Si9B13非晶薄带的微观结构、力学性能进行了初步研究,并测试了非晶薄带叠层板材对高能射线(热中子及^(60)Co、137Cs2种γ源射线)的屏蔽效果。Fe78Si9B13非晶薄带自由面与贴辊面的微观结构差异较大,自由面光洁平整,而贴辊面粗糙不平且有孔洞等缺陷。Fe78Si9B13非晶带材的常温抗拉强度可达1400MPa,延伸率为3.9%;而高温抗拉强度有所降低,但断裂延伸率明显提高。厚度为4.5mm、4.8mm的Fe78Si9B13非晶薄带叠层板材对0.5eV以下热中子的吸收率分别达到90.9%、94.9%;对^(60)Co、137Cs2种γ源射线的线性减弱系数分别为0.28cm-1和0.46cm-1,说明这种非晶带材有极好的热中子吸收能力和较好的γ射线减弱效果,有望作为屏蔽材料应用在辐射防护系统中。

退火温度和环氧树脂封装对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金软磁性能的影响

采用单辊法制备了宽20mm、厚25μm的Fe78Si9B13非晶带材,再将其绕制成环形磁芯,然后在350,400,450,500℃下对环形磁芯进行退火处理;采用环氧树脂对400℃退火的磁芯进行封装,研究了退火温度和环氧树脂封装对Fe78Si9B13非晶合金软磁性能的影响。结果表明:随着退火温度升高,Fe78Si9B13非晶合金的初始磁导率μi、饱和磁感应强度Bs和矫顽力Hc均呈先增大后减小的趋势;当退火温度为400℃时,Fe78Si9B13非晶合金的综合软磁性能最佳,μi为0.008 3H·m-1,Bs为1.517T,Hc为15.73A·m-1;采用环氧树脂封装后,Fe78Si9B13非晶合金的μi和Bs减小,Hc增大,它的磁化曲线和磁滞回线与封装前的基本重合。

高压下Fe_(78)Si_9B_(13)纳米晶块体合金的制备

借助XRD、DTA等分析手段,研究了快淬Fe78Si9B13非晶带的热稳定性,分析了高压烧结条件对球磨非晶粉末烧结获得的块体合金相对密度和晶粒尺寸的影响。结果表明:该非晶合金中,αFe相初始晶化温度为469℃,Fe2B第二相初始析出温度为509℃;在p=5.5GPa高压烧结条件下,随着烧结功率Pw的增加,块体合金的αFe相晶粒尺寸D逐渐增大,在10.3～14.2nm之间;块体合金的相对密度也随烧结功率Pw升高而增大,当Pw=1207W时,获得了相对密度为99.6%的αFe单相纳米晶块体合金,其饱和磁化强度Js=1.52T,矫顽力Hc=1.9kA/m。

Fe_（78）B_（13）Si_9非晶合金纳米晶化的亚结构

用高密度脉冲电流处理Ｆｅ７８Ｂ１３Ｓｉ９非晶合金，随电流密度的变化在不同的温度下和相同的时间内实现了试样的纳米晶化．透射电镜观察及Ｘ射线衍射分析表明，在由电脉冲方法所制备的纳米晶Ｆｅ７８Ｂ１３Ｓｉ９合金中存在着亚晶和孪晶等亚结构．三种晶化相是α－Ｆｅ（Ｓｉ），Ｆｅ２Ｂ和少量的Ｆｅ３Ｂ．随着电流密度的增加，试样中的Ｆｅ２Ｂ相略有增加并出现了有序的Ｆｅ３Ｓｉ结构，但平均晶粒尺寸保持不变，由Ｓｈｅｒｒｅｒ方法估算为２０～３０ｎｍ．

激光辐照Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金晶化研究

在CO2激光散光斑直径20mm的情况下,分别选择在不同功率静置的条件下辐照Fe78Si9B13非晶带实现部分晶化·用穆斯堡尔谱、X射线衍射和扫描电镜对原始非晶样品(Fe78Si9B13)和晶化后样品的微观结构进行了分析·结果表明:在CO2激光散光斑直径一定的条件下(20mm),分别选择激光功率250W和300W辐照非晶Fe78Si9B13样品20s,非晶样品可以实现约6%和9%的晶化·激光辐照非晶Fe78Si9B13合金的晶化相为αFe(Si),样品发生了织构现象,晶粒沿(200)面大量析出·激光晶化相产生在非晶带表面晶化层中·在其他条件一定的情况下,样品的晶化量随着激光功率的增加而增加·

电脉冲作用下非晶Fe_(78)B_(13)Si_9的晶化及演变

用直流高密度电脉冲处理Fe78B13 Si9非晶合金 ,并用透射电子显微镜 (TEM)和X射线衍射 (XRD)研究了电脉冲处理试样的结构。实验结果表明 ,在所用电脉冲参数 (J =136 0A/mm2 ,τp=40 μs ,f =18Hz)下 ,Fe78B13 Si9非晶试样可实现低温快速纳米晶化 (脉冲处理时间tp=8min ,试样温度T =42 0℃ ) ,晶化相为α Fe(Si)和Fe2 B ,平均晶粒尺寸约为 30nm。随电脉冲处理时间的增加 ,部分α Fe(Si)相开始呈枝晶型生长 ,并出现DO3

Fe_(78)B_(13)Si_9纳米晶合金的穆斯堡尔谱研究

用直流高密度电脉冲处理Fe78B13 Si9非晶合金 ,并用穆斯堡尔及透射电子显微镜 (TEM )研究了电脉冲处理试样的结构。实验结果表明 ,在所用电脉冲参数下 ,Fe78B13 Si9非晶合金在温度高于 40 0℃时即可发生纳米晶化 ,根据穆斯堡尔参数分析 ,两个晶态相被确定为α Fe(Si)和Fe2 B ,界面相具有低原子密度和展宽的原子间距分布 ,既长程序又无非晶态短程序 ,其原因在于 ,电脉冲作用下的纳米晶化 ,淬态试样中过剩的自由体积未经充分的衰减 ,而是被推移至剩余非晶以至界面内 ,故不同于用通常的等温退火方法由非晶合金制备的纳米晶合金。

环氧树脂封装对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶磁芯恒导磁性能的影响

采用Fe_(78)Si_9B_(13)合金带材,绕制成环型磁芯,将磁芯经450℃×100min部分晶化退火处理后用环氧树脂封装,再研究环氧树脂封装对其软磁性能的影响。结果表明,封装后非晶磁芯的起始磁导率μ、饱和磁感应强度Bs、电感Ls和感应电动势E减小;矫顽力Hc和磁滞损耗Pu增大;品质因数Q基本不变。环氧树脂封装前后,随频率的升高,非晶磁芯的电感Ls基本不变,而品质因数Q增大;感应电动势E随励磁电流I的增加而增大。非晶磁芯的磁化曲线、磁滞回线和损耗曲线的形状与封装前相似。

Fe_(78)Si_9B_(13)非晶条带在敌敌畏农药废水处理中的应用

为了降低农药废水对环境和人类健康的危害,研制了一种新型催化剂来降解农药废水.将Fe_(78)Si_9B_(13)非晶条带作为催化剂,采用类芬顿法研究了H2O2浓度、p H值、非晶条带用量和初始敌敌畏浓度对COD去除率的影响.结果表明,当H2O2浓度为0. 82 mol/L、p H值为2、非晶条带用量为3 g/L、初始敌敌畏浓度为600 mg/L时,10 min后COD去除率达到最大值85%,而采用传统芬顿法COD去除率仅为50%.当非晶条带循环使用5次后,其结构保持不变且降解效果未发生明显改变.