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含Co FINEMET纳米晶合金的磁致伸缩与有效磁各向异性研究

作　者: 张东须
导　师: 王治
学　校: 天津大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 退火温度 饱和磁致伸缩 有效磁各向异性 纳米晶合金 晶化体积 晶粒尺寸 矫顽力
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


研究了非晶(Fe0.5Co0.5)73.5Nb3Si13.5B9Cu1、(Fe0.5Co0.5)73.5Nb2V1Si13.5B9BCu1和(Fe0.5Co0.5)73.5Mo3Si13.5BB9Cu1合金在不同温度退火后的微观结构与软磁性能。重点研究了上述三种FeCo基合金纳米晶化后的饱和磁致伸缩和有效磁各向异性与退火温度的关系及其对软磁性能的影响。研究结果表明,上述三种非晶合金在一定温度纳米晶化退火后可形成α-FeCo（Si）晶化相和剩余非晶相组成的双相纳米晶结构。退火温度对合金的微观结构和磁性能有明显的影响,随着退火温度的提高,纳米晶粒尺寸及晶体相体积分数发生了明显的变化,因而导致了软磁性能的变化。利用磁化强度小角偏转法测定了纳米晶(Fe0.5Co0.5)73.5Nb3Si13.5BB9Cu1、(Fe0.5Co0.5)73.5Nb2V1Si13.5B9BCu1和(Fe0.5Co0.5)73.5Mo3Si13.5BB9Cu1合金的饱和磁致伸缩系数λs,约20-90ppm,随着退火温度Ta的提高,饱和磁致伸缩系数λs逐渐增大。这是由于FeCo基纳米晶合金的晶化相α-FeCo（Si）的磁致伸缩系数为正值并大于非晶相的磁致伸缩系数,随着Ta的增大,晶化相α-FeCo（Si）的体积分数不断增大,导致合金的磁致伸缩显著增大。矫顽力Hc也随着退火温度的增大而增大,与λs的变化规律一致,证明λs通过与残余内应力耦合的磁弹各向异性对合金的软磁性能有很大影响。同时利用多晶材料趋定饱和定律测定了FeCo基纳米晶合金的有效磁各向异性<K>,结果表明<K>与Hc的变化规律明显不一致。FeCo基纳米晶合金的λs随退火温度的变化规律与Fe基纳米晶合金完全相反。大磁致伸缩系数导致了FeCo基纳米晶合金的矫顽力远大于Fe基纳米晶合金。Co的加入使合金的磁致伸缩系数增加了一个数量级,导致了矫顽力明显的增大,这很好的解释了FeCo基纳米晶合金的常温软磁性能不如Fe基纳米晶合金的原因。同时本文还研究了V、Mo等化学元素的加入对纳米晶磁致伸缩系数和各向异性的影响。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-18
  1.1 引言  7-10
    1.1.1 物质的磁性和软磁材料  7-8
    1.1.2 纳米晶合金  8-10
  1.2 纳米晶合金的研究现状及结构特性  10-13
    1.2.1 纳米晶合金的研究现状  10
    1.2.2 FINEMET 合金的晶化过程和结构特点  10-11
    1.2.3 NANOPERM 合金的晶化过程和结构特点  11-12
    1.2.4 纳米晶合金中各元素的作用  12-13
  1.3 软磁纳米晶材料的交换耦合机制  13-17
    1.3.1 Herzer 的有效各向异性模型  13-15
    1.3.2 Hernando 的有效各向异性模型  15-17
  1.4 本文的研究意义和主要内容  17-18
    1.4.1 本文的目的和意义  17
    1.4.2 本文的主要内容  17-18
第二章 实验方法  18-30
  2.1 样品的置备  18-19
    2.1.1 熔炼母合金  18
    2.1.2 制备非晶条带  18-19
    2.1.3 制备纳米晶合金试样  19
  2.2 静态磁性的测量  19-20
    2.2.1 NIM-2000S 软磁直流磁性能测量系统简介  20
    2.2.2 测量步骤  20
  2.3 样品的饱和磁致伸缩系数的测定  20-24
    2.3.1 测量原理  20-23
    2.3.2 实验装置及步骤  23-24
  2.4 样品的有效磁各向异性的测定  24-28
    2.4.1 测量原理  24-26
    2.4.2 实验装置及步骤  26-28
  2.5 其它实验技术  28-30
第三章 FeCo 基纳米晶合金的微观结构与静态磁性  30-42
  3.1 淬态 FeCo 基合金的晶化温度  30-32
  3.2 FeCo 基纳米晶合金的微观结构  32-35
  3.3 不同温度退火后 FeCo 基纳米晶合金的静态磁性  35-42
    3.3.1 退火温度对 FeCo 基纳米晶合金磁滞回线形状的影响  35-39
    3.3.2 FeCo 基纳米晶合金的磁性参数  39-42
第四章 FeCo 基纳米晶合金磁致伸缩和各向异性的研究  42-54
  4.1 FeCo 基纳米晶合金的饱和磁致伸缩  42-48
    4.1.1 退火温度对 FeCo 基纳米晶合金饱和磁致伸缩的影响  42-44
    4.1.2 FeCo 基纳米晶合金的磁致伸缩与磁性和微观结构的关系  44-48
  4.2 FeCo 基纳米晶材料有效磁各向异性的研究  48-52
    4.2.1 退火温度对 FeCo 基纳米晶合金有效磁各向异性的影响  48-50
    4.2.2 FeCo 基纳米晶合金的有效磁各向异性与微观结构的关系  50-52
  4.3 小结  52-54
第五章 Co、V、Mo 对纳米晶合金磁致伸缩和有效磁各向异性的影响  54-63
  5.1 Co 对纳米晶合金磁致伸缩和有效磁各向异性的影响  54-56
  5.2 V 对 FeCo 基纳米晶合金磁致伸缩和磁各向异性的影响  56-60
    5.2.1 V 对 FeCo 基纳米晶合金磁性的影响  57-58
    5.2.2 V 对 FeCo 基纳米晶合金磁致伸缩的影响  58-59
    5.2.3 V 对 FeCo 基纳米晶合金有效磁各向异性的影响  59-60
  5.3 Mo 对纳米晶合金磁致伸缩和有效磁各向异性的影响  60-62
  5.4 小结  62-63
第六章 结论  63-64
参考文献  64-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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