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Fe-Co-Ni-Zr-Mo-B-Nd非晶合金的制备及性能研究

作　者: 唐明强
导　师: 祁旭；耿岩
学　校: 东北大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 铁基非晶合金 非晶形成能力 热稳定性 铁磁性 顺磁性
分类号: TG139.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


自从Duwez.P于20世纪60年代将玻璃态物质的制取扩展到金属系以来,已经制备出了很多非晶合金。非晶合金由于具有极其优异的性能而备受关注。Fe基块状非晶合金更是由于具有较高强度、良好软磁性能、较高热稳定性和优异的耐腐蚀性能而具有良好的应用前景。本文通过改变合金系中稀土元素Nd的含量来研究Fe-Co-Ni-Zr-Mo-B-Nd系非晶合金的性能变化。采用工业级纯度原料而未采用任何净化处理手段利用铜模浇铸方法和Cu单辊甩带方法分别成功制备出直径为1.5mm的块状非晶合金和厚度约30μm-50μm,宽度约2mm左右的非晶薄带。通过X射线衍射(XRD)分析、差示扫描量热分析(DSC)、振动样品磁强计(VSM)测试、穆斯堡尔谱(Mossbauer spectrum)几种测试方法,分别探讨了此合金系非晶合金的形成能力、热稳定性和磁性。通过对样品的XRD分析发现：Nd含量的增加没有使Fe56-xCo7Ni2Zr10Mo5B20Ndx(x=0、0.2、0.5、0.8的1.0)非晶棒材和薄带样品的非晶形成能力恶化,样品保持非晶态。这说明Nd的微量改变并没有破坏样品的短程有序结构。通过对热稳定性的研究发现：棒材和薄带样品的过冷液相区宽度都较大(大于或接近70K),热稳定性较高。Nd的含量增加并没有使过冷液相区宽度呈单一性的变化趋势。通过实验发现棒材样品的热稳定性要好于薄带,加热过程中,薄带样品发生了晶化前的相分离和初晶析出峰,并且无序化程度明显高于棒材,这可能是制备薄带样品时冷速较大造成的。磁性研究发现：Fe56-xCo7Ni2Zr10Mo5B20Ndx(x=0、0.2、0.5、0.8和1.0)棒材和薄带样品随Nd含量的变化,样品的磁性参数(矫顽力、饱和磁化强度和磁导率)均发生明显的改变。Nd元素的加入使薄带样品的软磁性能恶化,特别地：Fe55.5Co7Ni2Zr10Mo5B20Nd0.5非晶薄带的穆斯堡尔谱没有发现磁偶极超精细分裂,只发现了电四极分裂,其磁滞回线是一条近乎于接近x轴的直线,样品表现出顺磁性。相对于薄带样品,棒材的磁性变化没有那么明显,其中Fe55.5Co7Ni2Zr10Mo5B20Nd0.5非晶棒材的软磁性能最好。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-26
  1.1 非晶合金概述  10-23
    1.1.1 非晶合金的形成原理  10-12
    1.1.2 非晶合金的结构弛豫与相分离  12-13
    1.1.3 非晶合金形成能力判据  13-15
    1.1.4 非晶合金的制备方法  15-18
    1.1.5 非晶合金的性能  18-21
    1.1.6 非晶合金的发展历史及块状非晶合金的研究现状  21-23
  1.2 非晶合金的应用  23-25
  1.3 本工作的研究目的和意义  25-26
第2章 样品制备和实验方法  26-30
  2.1 样品制备  26-27
  2.2 结构分析  27
  2.3 热分析  27-28
  2.4 VSM测试  28
  2.5 穆斯堡尔谱(M(o|¨)ssbauer spectrum)分析  28-30
第3章 Fe-Co-Ni-Zr-Mo-B-Nd非晶棒材的制备及性能研究  30-46
  3.1 前言  30
  3.2 实验结果与讨论  30-45
    3.2.1 样品的制备  30-31
    3.2.2 Fe_(56-x)Co_7Ni_2Zr_(10)Mo_5B_(20)Nd_x(x=0、0.2、0.5、0.8和1.0)非晶棒的玻璃形成能力及热力学稳定性  31-36
    3.2.3 Fe_(56-x)Co_7Ni_2Zr_(10)Mo_5B_(20)Nd_x(x=0、0.2、0.5、0.8和1.0)非晶棒的磁性能  36-45
  3.3 本章小结  45-46
第4章 Fe-Co-Ni-Zr-Mo-B-Nd非晶薄带的制备及性能研究  46-60
  4.1 前言  46
  4.2 实验结果与讨论  46-57
    4.2.1 样品的制备  46-47
    4.2.2 Fe_(56-x)Co_7Ni_2Zr_(10)Mo_5B_(20)Nd_x(x=0、0.2、0.5、0.8和1.0)非晶薄带的形成能力及热力学稳定性  47-50
    4.2.3 Fe_(56-x)Co_7Ni_2Zr_(10)Mo_5B_(20)Nd_x(x=0、0.2、0.5、0.8和1.0)非晶薄带的磁性能  50-57
  4.3 本章小结  57-60
第5章 Fe-Co-Ni-Zr-Mo-B-Nd非晶棒材和薄带的性能比较  60-68
  5.1 Fe_(56-x)Co_7Ni_2Zr_(10)Mo_5B_(20)Nd_x(x=0、0.5和1.0)非晶棒材与薄带的热力学性能比较  60-63
  5.2 Fe_(56-x)Co_7Ni_2Zr_(10)Mo_5B_(20)Nd_x(x=0、0.5和1.0)非晶棒材与薄带的磁性比较  63-66
  5.3 本章小结  66-68
第6章 结论  68-70
参考文献  70-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 合金学与各种性质合金 > 其他特种性质合金 > 非晶态合金
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