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稀土铈添加对Fe-80Ni坡莫合金洁净度及磁性能的影响

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Journal of Central South University 2023年第10期30卷 3260-3275页

作者：姚科安董艳伍姜周华王永孙经哲 School of Metallurgy Northeastern UniversityShenyang 110819China Key Laboratory for Ecological Utilization of Multimetallic Mineral(Ministry of Education) Shenyang 110819China

Fe-80Ni坡莫合金的磁性能是研究人员关注的重点,洁净度是影响合金磁性的重要因素。稀土铈因其优异的脱氧、脱硫能力,成为冶金工业中备受欢迎的添加剂。本研究通过在冶炼中添加稀土铈来改善合金洁净度,从而提高合金的磁性能。在真空感应... 详细信息

Fe-80Ni坡莫合金的磁性能是研究人员关注的重点,洁净度是影响合金磁性的重要因素。稀土铈因其优异的脱氧、脱硫能力,成为冶金工业中备受欢迎的添加剂。本研究通过在冶炼中添加稀土铈来改善合金洁净度,从而提高合金的磁性能。在真空感应炉冶炼过程中,通过添加铈对合金深度净化后,合金的氧、硫含量降到很低的水平,合金中夹杂物数量显著降低,合金中的夹杂物被改质成为含铈夹杂。含铈夹杂在合金变形过程中不易变形、破碎,不会出现聚集状态,减小夹杂物对合金磁性能的负面影响。Fe-80Ni经添加稀土铈处理后其磁化率上升,矫顽力下降。

关键词：坡莫合金铈洁净度夹杂物软磁性能

Co含量对FeCoPB非晶合金软磁性能和弯曲韧性的影响

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稀有金属材料与工程 2023年第4期52卷 1530-1535页

作者：史植广李轩谢兴铖杨剑林中坤曹瑞军张涛有研工程技术研究院有限公司北京101407 中国电子科技集团公司第十八研究所天津300384 有研(广东)新材料技术研究院广东佛山528041 北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

采用熔体旋淬的方法制备了FeCo含量达到87 at%Fe-Co-P-B系非晶合金薄带,研究了金属元素Co对Fe-Co-P-B系非晶合金的形成能力、软磁性能和弯曲韧性的影响规律。该合金系具有高的饱和磁化强度1.75~1.84 T,且热处理后薄带仍具有良好的弯曲... 详细信息

采用熔体旋淬的方法制备了FeCo含量达到87 at%Fe-Co-P-B系非晶合金薄带,研究了金属元素Co对Fe-Co-P-B系非晶合金的形成能力、软磁性能和弯曲韧性的影响规律。该合金系具有高的饱和磁化强度1.75~1.84 T,且热处理后薄带仍具有良好的弯曲韧性。添加Co元素后,提高了合金的居里温度,矫顽力升高。对薄带样品施加12 MPa的拉应力,合金的矫顽力由12.8 A/m降低到6.5 A/m。因此,通过成分和应力的调控可以避免Fe基非晶合金热处理引起的弛豫脆性问题,为获得具有优异软磁性能和良好弯曲韧性的Fe基非晶合金提供重要途径。

关键词： Fe基非晶合金软磁性能弯曲韧性应力调控

Fe_(73.2)Si_(16.2)B_(6.6)Nb_(3)Cu_(1)非晶合金粉体吸波性能研究

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稀有金属材料与工程 2022年第2期51卷 622-628页

作者：吴佳丽周秉文霍利山孟令刚亚斌张环月张兴国大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 大连理工大学宁波研究院浙江宁波315016 宁波中科毕普拉斯新材料科技有限公司浙江宁波315201

为防控电磁污染问题,亟待开发更好的吸波材料。设计了成分为Fe_(73.2)Si_(16.2)B_(6.6)Nb_(3)Cu_(1)的合金并制备了非晶合金条带,经过高能球磨处理得到非晶合金粉体。研究了球磨处理时间对合金粉体软磁性能、微观结构、形貌和电磁波吸... 详细信息

为防控电磁污染问题,亟待开发更好的吸波材料。设计了成分为Fe_(73.2)Si_(16.2)B_(6.6)Nb_(3)Cu_(1)的合金并制备了非晶合金条带,经过高能球磨处理得到非晶合金粉体。研究了球磨处理时间对合金粉体软磁性能、微观结构、形貌和电磁波吸收性能的影响。结果表明,非晶合金粉体球磨后产生了α-(Fe,Si)相,提高了软磁性能,饱和磁化强度最高可达137.94 A·m^(2)·kg^(-1)。非晶粉体形貌为椭球状,随球磨时间增加,合金粉体粒径减小,最小平均粒径为8.42μm。合金具有优异的电磁波吸收性能,电磁波损耗机制主要为磁损耗。球磨50 h后的非晶合金粉体具有最佳的电磁波吸收性能,在频率为4.57 GHz处取得的最小反射损耗达到–42.26 dB,吸波剂厚度为2.5 mm时的最大有效吸收(<–10 dB)带宽高达5.78 GHz。

关键词：铁基非晶合金吸波性能电磁屏蔽软磁性能

TiC对Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)中熵合金微观组织与性能的影响

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中国有色金属学报 2022年第4期32卷 930-939页

作者：李睿锴陈维平王浩陈强曾大海付志强华南理工大学广东省金属新材料制备与成形重点实验室广州510641 西南技术工程研究所重庆400039

采用XRD、SEM、TEM、万能试验机、振动样品磁强计,系统研究了TiC含量对Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)中熵合金微观组织、力学性能以及磁性能的影响。添加5%和10%(摩尔分数)Ti至中熵合金Fe_(43)Ni_(35)Co_(22),通过原位自生反应形成TiC/Fe_(43)N... 详细信息

采用XRD、SEM、TEM、万能试验机、振动样品磁强计,系统研究了TiC含量对Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)中熵合金微观组织、力学性能以及磁性能的影响。添加5%和10%(摩尔分数)Ti至中熵合金Fe_(43)Ni_(35)Co_(22),通过原位自生反应形成TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)合金块体,制备方法为“机械合金化(MA)+放电等离子烧结(SPS)”。结果表明:经40 h球磨后,Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)粉末相的组成为FCC主相+少量BCC,两种TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)粉末的相组成为BCC主相+FCC相。经SPS烧结后,Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)块体为单相FCC和少量的杂质;两种TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)块体均由FCC+TiC两相组成,其中FCC相呈现“微米晶+超细晶”构成的多尺度结构,且随着TiC含量的增加,超细晶区增多。性能上,TiC的添加大幅提高了Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)的压缩屈服强度和矫顽力,同时也导致了材料的塑性和饱和磁化强度的降低。Ti添加量为5%的TiC/Fe_(43)Ni_(35)Co_(22)综合性能最优异,其压缩屈服强度为1352 MPa,压缩断裂应变为24.5%,矫顽力为992 A/m,饱和磁化强度为0.1387 A∙m2/g。

关键词：中熵合金机械合金化放电等离子烧结力学性能软磁性能

覆铜热处理对Fe_(80)Si_(9)B_(11)非晶铁芯软磁性能的影响:一种改善非晶铁芯温度分布的方法

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材料导报 2022年第3期36卷 168-171页

作者：潘琳茹李雪莲王丽孙禄涛魏彬彬郭春生山东大学(威海)机电与信息工程学院山东威海264209

Fe基非晶合金材料是目前非晶合金中应用最广泛的体系,它具有优异的软磁性能。通过退火处理消除内应力,是提高软磁性能的关键工艺。本工作研究了以快速升温的方式进行退火处理时,Fe_(80)Si_(9)B_(11)非晶铁芯内外缠绕铜带对其软磁性能的... 详细信息

Fe基非晶合金材料是目前非晶合金中应用最广泛的体系,它具有优异的软磁性能。通过退火处理消除内应力,是提高软磁性能的关键工艺。本工作研究了以快速升温的方式进行退火处理时,Fe_(80)Si_(9)B_(11)非晶铁芯内外缠绕铜带对其软磁性能的影响。结果表明,采用合理的非晶/铜厚度比、保温温度及时间,利用铜良好的导热性强化传热,使得温度场更均匀、非晶铁芯不同位置矫顽力差异降低,提升了非晶铁芯的初始磁导率,进而提高热处理效率和软磁性能。

关键词：非晶铁芯退火铜软磁性能

一种兼具优异软磁性能和耐腐蚀性能的高熵合金

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Science China Materials 2023年第2期66卷 772-779页

作者：段嘉诚王明亮黄瑞苗军伟卢一平王同敏李廷举 Key Laboratory of Solidification Control and Digital Preparation Technology(Liaoning Province) School of Materials Science and EngineeringDalian University of TechnologyDalian 116024China High Entropy Alloy Material Engineering Research Center(Liaoning Province) School of Materials Science and EngineeringDalian University of TechnologyDalian 116024China

耐腐蚀性能差限制了大多数软磁材料在腐蚀环境中的应用,尤其是海洋环境.因此,提高软磁材料的耐腐蚀性能是其在海洋环境工业应用的关键.然而,磁性能和耐腐蚀性能之间存在矛盾关系,耐腐蚀性能的主要贡献元素Cr的反铁磁性会严重损害合金的... 详细信息

耐腐蚀性能差限制了大多数软磁材料在腐蚀环境中的应用,尤其是海洋环境.因此,提高软磁材料的耐腐蚀性能是其在海洋环境工业应用的关键.然而,磁性能和耐腐蚀性能之间存在矛盾关系,耐腐蚀性能的主要贡献元素Cr的反铁磁性会严重损害合金的磁性能.本研究开发了一种兼具优异力学性能和耐腐蚀性能的软磁高熵合金(Fe_(2.25)Co_(1.25)Cr)_(94)Al_(6),其综合性能优于绝大多数已报道的传统和高熵合金软磁材料.该合金的饱和磁化强度高达141.88 emu g^(-1),矫顽力仅有2.9 Oe;其在模拟海水中的耐腐蚀性能优于大多数已报道的软磁高熵合金和传统304不锈钢;同时,该合金还具有优异的力学性能,屈服强度高达1.1 Gpa,压缩断裂延伸率超过33%,硬度高于469 HV.这种新型的耐蚀软磁高熵合金有望满足海洋环境中的使役要求,解决软磁材料在海洋腐蚀环境下的使役难题.

关键词：软磁性能 304不锈钢软磁材料高熵合金耐腐蚀性能海洋环境饱和磁化强度断裂延伸率

新型Fe_(72.7)Si_(17)B_(6.8)Nb_(2.6)Cu_(0.9)纳米晶铁芯的磁场热处理工艺与软磁性能

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金属热处理 2022年第7期47卷 81-86页

作者：孙浩宋文乐王磊薛志勇詹花茂华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北沧州061001 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

为满足高频变压器对铁芯低损耗的需求,研究了新型Fe_(72.7)Si_(17)B_(6.8)Nb_(2.6)Cu_(0.9)纳米晶铁芯的热处理工艺,探讨了铁芯动态、静态软磁性能随无磁场退火保温时间与施加不同磁场强度的横磁磁场退火时的变化规律。结果表明,不加磁... 详细信息

为满足高频变压器对铁芯低损耗的需求,研究了新型Fe_(72.7)Si_(17)B_(6.8)Nb_(2.6)Cu_(0.9)纳米晶铁芯的热处理工艺,探讨了铁芯动态、静态软磁性能随无磁场退火保温时间与施加不同磁场强度的横磁磁场退火时的变化规律。结果表明,不加磁场时,保温时间为60 min时铁芯的损耗最低,为P_(20 kHz/0.5 T)=11.82 W/kg,而其静态软磁性能在保温30 min处于最优状态,H_(c30 min)=1.86 A/m。施加横向磁场后,其直流磁性能剩磁和矫顽力显著降低,H_(c40 mT)=0.64 A/m,而其损耗在磁场强度为50 mT达到最低,为P_(20 kHz/0.5 T)=10.53 W/kg。高频范围内涡流损耗在铁芯损耗中起主导作用,新型纳米晶铁芯经横向磁场热处理后高频损耗大幅降低,同时磁导率表现优异。

关键词：纳米晶铁芯热处理铁损软磁性能

基于磁相互作用探索P掺杂对Fe-Si-Nb-Cu-B合金带材组织结构和软磁性能的影响

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功能材料 2022年第6期53卷 6171-6176页

作者：朱乾科郭璐陈哲朱紫藤张克维姜勇太原科技大学材料科学与工程学院太原030024 太原科技大学磁电功能材料及应用山西省重点实验室太原030024 天津工业学院电气与电子工程学院天津300384

类金属元素是改善Fe基非晶纳米晶合金非晶形成能力和软磁性能的重要添加剂。用单辊甩带法制备了Fe_(73.5)Si_(13.5)Nb_(3)Cu_(1)B_(9-x)P_(x)(x=0,3%,6%,9%)(原子分数)合金带材,从各元素间磁相互作用出发探索了P替换B对合金组织结构和... 详细信息

类金属元素是改善Fe基非晶纳米晶合金非晶形成能力和软磁性能的重要添加剂。用单辊甩带法制备了Fe_(73.5)Si_(13.5)Nb_(3)Cu_(1)B_(9-x)P_(x)(x=0,3%,6%,9%)(原子分数)合金带材,从各元素间磁相互作用出发探索了P替换B对合金组织结构和软磁性能的影响。实验结果表明,P添加可有效提高合金的初晶相晶化温度以及合金的非晶形成能力;但是二次晶化相的析出温度降低,弱化了其热稳定性。当P含量为3%(原子分数)时,合金有较宽的退火温度窗口,且可有效细化初晶相晶粒尺寸,并在525℃退火后表现出最佳软磁性能,此时合金晶粒尺寸为9 nm,矫顽力为0.21 A/m,同时有效磁导率高于x=0合金。但是由于P的添加,残余非晶相中Fe的磁矩降低,导致合金的饱和磁感应强度降低。

关键词：非晶形成能力软磁性能磁矩非晶纳米晶

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异构FeCoNi中熵合金的软磁与力学行为

金属学报 2024年

作者：葛蓬华张勇李志明中南大学材料科学与工程学院

传统软磁合金的力学性能难以满足复杂加工成型或高强度机械负荷的要求；而新型中/高熵软磁合金往往以部分牺牲比饱和磁化强度(Ms)为代价来实现优良力学性能。本工作通过调控冷轧态等原子比FeCoNi中熵合金的退火工艺，获得再结晶体积分... 详细信息

传统软磁合金的力学性能难以满足复杂加工成型或高强度机械负荷的要求；而新型中/高熵软磁合金往往以部分牺牲比饱和磁化强度(Ms)为代价来实现优良力学性能。本工作通过调控冷轧态等原子比FeCoNi中熵合金的退火工艺，获得再结晶体积分数约为49%的异构组织，基于微观组织表征、直流软磁测试、磁光Kerr显微成像分析、拉伸力学测试等手段研究了异构对FeCoNi中熵合金软磁与力学性能的影响机理。结果表明，该种异构合金的Ms约为152.5 A·m2/kg，与均匀再结晶合金在同等条件下测得的数值相近；其矫顽力约为205.3 A/m，低于均匀未再结晶合金(242.2 A/m)，但高于均匀再结晶合金(79.8 A/m)。异构FeCoNi中熵合金中，再结晶区磁畴壁的移动较平滑，仅在晶界和孪晶界处受到明显的钉扎作用；未再结晶区域缺陷密度较高，对磁畴壁的钉扎作用更强，磁畴壁在外加磁场作用下的移动较缓慢，使矫顽力升高。应力加载时，异构组织中的长程背应力效应可提升合金屈服强度，各区域的协调变形可优化加工硬化能力，使合金屈服强度(σy)达到467 MPa，抗拉强度(σu)达到610 MPa，且延伸率(δ)保持在30%，与均匀未再结晶合金(σy=772 MPa、δ=15%)及均匀再结晶合金(σy=232 MPa、δ=43%)相比拥有更好的强塑性搭配。

关键词： FeCoNi中熵合金异构部分再结晶力学性能软磁性能