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含Ni的FeCo基纳米晶合金高温磁性的研究

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含Ni的FeCo基纳米晶合金高温磁性的研究

作者：贾芸芸天津大学

学位级别：硕士

本文研究了Nix(Fe0.5Co0.5)SiBNbCu(x=5,10,15,20,25,30)系列非晶与纳米晶合金的结构与高温磁性。重点分析了退火温度对系列合金高温磁性的影响，探明了Ni添加量对FeCo基Finemet型合金晶化过程、高温磁特性的作用机制。利用差示扫描量... 详细信息

本文研究了Nix(Fe0.5Co0.5)SiBNbCu(x=5,10,15,20,25,30)系列非晶与纳米晶合金的结构与高温磁性。重点分析了退火温度对系列合金高温磁性的影响，探明了Ni添加量对FeCo基Finemet型合金晶化过程、高温磁特性的作用机制。利用差示扫描量热分析(DSC)对淬态合金的晶化过程进行研究。结果表明，Ni添加量对合金的晶化温度具有显著影响。随合金中Ni含量的升高，第一次晶化温度降低，而第二次晶化温度升高，两次晶化的温度间隔呈现减小的趋势。对淬态及退火合金的微观结构进行XRD测试，发现510℃退火合金均发生明显晶化，在非晶基体上析出了(FeCoNi)Si与α-FeCo晶化相，形成了晶化相与剩余非晶相共存的特殊双相结构。利用Origin软件模拟XRD衍射峰，计算退火合金的晶粒尺寸、晶化相体积分数、晶格常数、剩余非晶层厚度等。研究表明，退火温度对合金的晶格常数、剩余非晶层厚度等微观结构具有较大影响。通过测量交流初始磁导率随温度的变化规律(即μi-T曲线)，研究合金的高温磁性。结果显示，用部分Ni替代(FeCo)SiBNbCu合金中的Fe、Co元素，可以明显地提高合金的室温初始磁导率，达到了本文的预期目的。但Ni元素的添加，一定程度上降低了淬态合金的非晶相居里温度Tamc。高Ni含量的合金(x≥20)晶化后，磁导率在室温下取得较大数值;但随测量温度的升高，在Tamc附近快速下降。低Ni含量合金(x≤15)的高温磁性较稳定，特别是x=5合金，经过600℃真空退火后，初始磁导率仍能保持较高值，且在Tamc附近无明显衰减。利用纳米晶合金晶粒间的交换耦合作用、有效各向异性模型等，解释了初始磁导率随退火温度、Ni含量的变化关系。另选取Ni0(FeCo)SiBNbCu合金进行加热—冷却循环退火。研究发现，加热—冷却循环退火合金的室温磁导率数值明显高于真空退火合金，且在高温下的磁性更稳定。这表明x=20合金对退火条件较敏感，较短时间内多次退火更易于获得良好软磁性能。

关键词： FeCo基纳米晶合金高温磁性初始磁导率交换耦合作用

(FexCo1-x)73.5Cu1M3Si13.5B9（x=0.5，1;M=Nb，Mo）纳米晶合金的结构与高温磁性

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(FexCo1-x)73.5Cu1M3Si13.5B9（x=0.5，1;M=Nb，Mo）纳米晶合金的...

作者：张鹏天津大学

学位级别：硕士

采用非晶合金的纳米晶化法研究了在FINEMET型合金中用Co部分替代Fe形成的(FexCo1-x)73.5Cu1M3Si13.5B9(x=0.5,1;M=Nb, Mo)系纳米晶合金薄带不同温度退火后的结构和磁性,重点分析了Co和Mo的添加及退火温度对合金高温磁性的影响。利用XRD... 详细信息

采用非晶合金的纳米晶化法研究了在FINEMET型合金中用Co部分替代Fe形成的(FexCo1-x)73.5Cu1M3Si13.5B9(x=0.5,1;M=Nb, Mo)系纳米晶合金薄带不同温度退火后的结构和磁性,重点分析了Co和Mo的添加及退火温度对合金高温磁性的影响。利用XRD对合金微观结构的分析表明,Co、Mo的添加及退火温度对合金的微观结构有显著影响。合金在晶化温度以上等温退火后形成了由α-FeCo(Si)晶化相和剩余非晶相组成的双相纳米晶结构。随退火温度的升高,晶粒尺寸和晶化相体积分数增大,而晶粒间的非晶层厚度减小。通过测量交流初始磁导率μi随温度的变化,详细研究了合金的高温磁性。结果表明,Co的加入降低了非晶合金的晶化温度,使饱和磁感应强度和室温初始磁导率略有下降,但晶化相和非晶相居里点明显提高,μi可以保持到600℃没有明显下降,显著提高了合金的高温磁性。实验观察到,当温度达到非晶相居里点时,淬态非晶合金的μi ? T曲线上出现明显的霍普金森峰。但纳米晶化后霍普金森峰消失,μi随温度的升高而逐渐下降,退火温度越高,μi下降地越缓慢。利用纳米晶合金的有效各向异性模型分析了高温磁性改善的机理。采用循环加热、冷却过程中测定交流初始磁导率的方式研究了室温至750℃范围内的高温磁性与结构的关系,发现这种方法可很好的描述由非晶到纳米晶转变过程中结构与磁性的变化。

关键词：纳米晶合金初始磁导率居里温度高温磁性交换耦合

(FexCo1-x)73．5Cu1Nb3Si13．5B9合金高温磁性的研究

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(FexCo1-x)73．5Cu1Nb3Si13．5B9合金高温磁性的研究

Ni含量对FeCo基纳米晶合金高温磁性的影响

第六届中国功能材料及其应用学术会议

作者：王治张鹏张东须韩叶梅车相辉欧阳宁天津大学理学院

研究了460～640℃等温退火后纳米晶 (FeCoCuNbSiB(x=0．5,1)合金的初始磁导率μ随温度变化。与双相纳米晶 FeCuNbSiB合金相比,(FeCo)CuNbSiB合金室温下的磁导率降低,但晶化相和非晶相居里温度明显升高,并显著提高了合金在高温下的软磁... 详细信息

研究了460～640℃等温退火后纳米晶 (FeCoCuNbSiB(x=0．5,1)合金的初始磁导率μ随温度变化。与双相纳米晶 FeCuNbSiB合金相比,(FeCo)CuNbSiB合金室温下的磁导率降低,但晶化相和非晶相居里温度明显升高,并显著提高了合金在高温下的软磁性能。初步探讨了改善纳米晶合金高温磁性的机理。

关键词：纳米晶合金初始磁导率高温磁性

来源： cnki会议评论

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石河子大学学报（自然科学版） 2011年第3期29卷 374-377页

作者：周龙王治贾芸芸葛桂贤唐光辉石河子大学理学院物理系石河子大学生态物理重点实验室石河子832003 天津大学理学院天津300072

采用循环加热、冷却过程中测定交流初始磁导率的方法,研究了纳米晶Nix（Fe0.5Co0.5）73.5-xNb3Si13.5B9Cu1（x=5,10,15,20,25,30）合金在由室温升至380-730℃范围内的高温磁性与Ni含量的关系。结果表明：与双相纳米晶（Fe0.5Co0.5）73.5... 详细信息

采用循环加热、冷却过程中测定交流初始磁导率的方法,研究了纳米晶Nix（Fe0.5Co0.5）73.5-xNb3Si13.5B9Cu1（x=5,10,15,20,25,30）合金在由室温升至380-730℃范围内的高温磁性与Ni含量的关系。结果表明：与双相纳米晶（Fe0.5Co0.5）73.5Nb3Si13.5B9Cu1合金相比,当Ni含量x≥15时可显著提高FeCo基纳米晶合金的初始磁导率,但同时降低了合金的居里温度。初步探讨了产生这种高温磁性变化的机理。

关键词： FeCo基纳米晶合金居里温度高温磁性

（FexCo1-x）73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金高温磁性的研究

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功能材料 2007年第A3期38卷 957-959页

作者：王治张鹏张东须韩叶梅车相辉欧阳宁天津大学理学院天津300072

研究了460～640℃等温退火后纳米晶（FexCo1-x）73.5Cu1Nb3Si13.5B9（x=0.5，1）合金的初始磁导率麒随温度变化。与双相纳米晶Fe73.5Nb3Si13.5B9合金相比，（Fe0.5Co0.5）73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金室温下的磁导率降低，但晶化相和非晶相... 详细信息

研究了460～640℃等温退火后纳米晶（FexCo1-x）73.5Cu1Nb3Si13.5B9（x=0.5，1）合金的初始磁导率麒随温度变化。与双相纳米晶Fe73.5Nb3Si13.5B9合金相比，（Fe0.5Co0.5）73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金室温下的磁导率降低，但晶化相和非晶相居里温度明显升高，并显著提高了合金在高温下的软磁性能。初步探讨了改善纳米晶合金高温磁性的机理。

关键词：纳米晶合金初始磁导率高温磁性

FeCoRE磁交换常数第一性原理计算和居里温度提高机制研究

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原子与分子物理学报 2025年第4期 162-168页

作者：李志伟朱颖丽罗港涛陈平安李享成武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉科技大学高温电磁材料与结构教育部重点实验室

信息通讯和军事电子技术发展对磁性材料的高温磁性提出了越来越高的要求，研究高温环境下高效稳定工作的磁性材料具有重要意义.本文结合第一性原理和蒙特卡洛方法，研究了Fe、Co比例和稀土元素(Gd、Tb、Dy)掺杂对合金FeCo晶体结构、磁... 详细信息

信息通讯和军事电子技术发展对磁性材料的高温磁性提出了越来越高的要求，研究高温环境下高效稳定工作的磁性材料具有重要意义.本文结合第一性原理和蒙特卡洛方法，研究了Fe、Co比例和稀土元素(Gd、Tb、Dy)掺杂对合金FeCo晶体结构、磁交换常数和高温磁性的影响.结果表明随着Co含量增加，合金晶体结构从体心立方向简单和面心立方转变，当Co含量为50%时，Fe-Co键长最短，最近邻磁交换常数从18.05 meV增加到30.03 meV,使FeCo的居里温度提高到1580 K,相比于Fe的居里温度增幅达到60%.将稀土元素掺入FeCo体系后，发现3.125%含量Er、Dy、Tb的掺杂对合金FeCo居里温度分别有60K、45K和20K的提高，电子构型重构导致强的稀土元素与Fe和Co之间的交换作用是居里温度提升的主要原因.

关键词：高温磁性第一性原理蒙特卡洛磁交换常数

退火温度及P元素对FeCo基纳米晶合金结构和磁性能影响

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退火温度及P元素对FeCo基纳米晶合金结构和磁性能影响

作者：张燕天津大学

学位级别：硕士

纳米晶软磁合金因为具有优异的软磁性能,被广泛应用于各个方面,例如:变压器,扼流圈等。本文主要研究了退火温度对(FeCo)AlSiCuNbBV合金高温软磁性能的影响。P元素添加对(FeCo)SiNbCuBP(x=0,2,4)合金晶化机制,微观结构和软磁性能的影响... 详细信息

纳米晶软磁合金因为具有优异的软磁性能,被广泛应用于各个方面,例如:变压器,扼流圈等。本文主要研究了退火温度对(FeCo)AlSiCuNbBV合金高温软磁性能的影响。P元素添加对(FeCo)SiNbCuBP(x=0,2,4)合金晶化机制,微观结构和软磁性能的影响。制备了(FeCo)AlSiCuNbBV合金非晶条带,通过差热分析(DSC)研究了合金的晶化机制,发现合金的晶化温度间隔较宽,第二晶化温度较高。利用X射线衍射(XRD)图谱和测试初始磁导率研究了纳米晶合金在510～690℃退火后的结构和软磁性能。在510～630℃的退火温度范围内,只有软磁结晶相从非晶基体中析出。随着退火温度的升高,晶粒尺寸(D)由11.9nm逐渐增大到13.7nm,晶相体积分数(V)由58%逐渐增大到89%,非晶层厚度(?)由2.37nm逐渐减小到0.54nm。初始磁导率随温度的变化(μ-T曲线)表明,μ随着温度的升高而下降,但下降速率不同,退火温度(T)越高,μ的衰减越慢。随着退火温度(T)升高到630℃,高温μ逐渐提高,高达1500的μ可以保持到600℃。然而,由于残留的非晶质基体中析出了硬磁相,因此高温μ在690℃退火后急剧恶化。研究还发现在400-600℃范围内,经630℃退火(FeCo)AlSiCuNbBV合金的初始磁导率大于经560℃退火(FeCo)CuNbSiB的初始磁导率。因此,630℃退火(FeCo)AlSiCuNbBV合金的高温磁性能优于560℃退火(FeCo)CuNbSiB合金的高温磁性能。制备了(FeCo)SiNbCuBP(x=0,2.0,4.0)系列合金。通过DSC分析,发现随着P的添加第一晶化温度逐渐降低,有利于较低的温度析出软磁晶化相,但是x=4.0的合金,第二晶化温度较低,晶化温度间隔较小,不利于在较宽的温度范围形成单一的晶化软磁晶化相。同时随着P元素的添加,非晶相居里温度逐渐降低,所以x=4.0合金的高温软磁性能较差。通过研究真空退火后初始磁导率随温度的变化,我们发现x=2.0合金的室温和高温软磁性能比x=4.0合金更好。所以过量的P添加会破坏合金的软磁性能。因此我们重点研究了x=2.0合金的软磁性能,观察到580℃退火(x=2.0)合金的高温软磁性能较好,主要归因于较薄的晶间非晶层厚度。

关键词：纳米晶材料软磁性能初始磁导率高温磁性

高硅Finemet和Nanomet合金的结构及软磁性能研究

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高硅Finemet和Nanomet合金的结构及软磁性能研究

作者：贾钰荣天津大学

学位级别：硕士

本文主要研究了FeCuNbSiBP(x=0,1,2),FeCuNbSiBTi(x=0,1,2,3),FeCoSiBPCu(x=0,4,8)合金的微观结构,晶化行为及软磁性能。从两个方面进行了重点探究,一是P,Ti元素对高Si的铁基纳米晶合金的高温磁性改善及其机理分析;二是Co元素对Nanomet... 详细信息

本文主要研究了FeCuNbSiBP(x=0,1,2),FeCuNbSiBTi(x=0,1,2,3),FeCoSiBPCu(x=0,4,8)合金的微观结构,晶化行为及软磁性能。从两个方面进行了重点探究,一是P,Ti元素对高Si的铁基纳米晶合金的高温磁性改善及其机理分析;二是Co元素对Nanomet合金的室温及高温磁性影响以及高温磁性机理分析。采用的实验方法及仪器包括:差示扫描量热法(DSC),X射线衍射分析技术(XRD),静态磁性测量分析仪(NIM-2000S DC),振动样品磁强计(VSM,Lake Shore 7400),实验室自制的高温磁导率测量仪,小角度磁化强度偏转法(SAMR)。在FeCuNbSiBP(x=0,1,2)合金中,随着P含量的增加,非晶相居里温度(T)逐渐增加,第一晶化温度(T)逐渐降低。当P完全替代Nb时,晶化温度间隔(ΔT)急剧缩小,高温软磁性能明显恶化。经过570°C退火后,FeCuNbSiBP合金表现出最好的高温软磁性能,这可能是由于其较大的晶化相体积分数和饱和磁化强度,较小的非晶层厚度使晶粒间在高温下仍然具有较强的交换耦合作用。在FeCuNbSiBTi(x=0,1,2,3)合金中,随着Ti含量的增加,非晶相居里温度(T)整体呈现减小趋势,第一晶化温度(T)逐渐降低,晶化温度间隔(ΔT)逐渐增大。经过退火之后,550°C的FeCuNbSiBTi合金展现了最高的室温磁导率约18000和最小的矫顽力约0.54Oe。在FeCuNbSiBTi(x=0,1,2,3)合金中Ti完全替代Nb后,合金的室温和高温磁性都产生了恶化,说明Ti在阻止晶粒长大方面的作用远远小于Nb。在Fe-Si-B-P-Cu(Nanomet)合金中,通过用Co替代Fe,发现非晶相居里温度(T)和晶化温度间隔(ΔT)逐渐增大。FeCoSiBPCu合金在550°C退火后的B可达1.70T,室温下的初始磁导率相比淬态提高了1倍多。同时饱和磁感应强度B明显高于不含Co的合金,这是由于Fe-Co原子对的磁矩大于Fe-Fe原子对的磁矩导致的。通过测量发现含Co的Nanomet合金的饱和磁致伸缩系数λ增大了,导致磁晶各向异性常数K也增大了,造成了室温初始磁导率的减小。Nanomet合金由于较低的非晶形成能力,较小的晶化温度间隔,其在高温下的应用受到了极大限制,但是经过退火之后的室温磁性得到了改善。

关键词：纳米晶材料交换耦合作用高温磁性软磁性质