高压下Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶软磁块体合金的形成

无机材料学报

高压下Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉纳米晶软磁块体合金的形成

卢斌¹; 易丹青¹; 刘岩²; 陆昌伟²; 于惠梅²

1. 中南大学材料科学与工程学院, 长沙 410083; 2. 中科院上海硅酸盐研究所, 上海 200050

收稿日期:2003-09-15 修回日期:2003-03-23 出版日期:2004-09-20 网络出版日期:2004-09-20

Formation of Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉ Nanocrystalline Soft Magnetic Bulk Alloys in High Pressure

LU Bin¹; YI Dan-Qing¹; LIU Yan²; LU Chang-Wei²; YU Hui-Mei²

1.School of Materials Science and Engineering; Central South University; Changsha 410083; China; 2.Shanghai Institute of Ceramics; Chinese Academy of Sciences; Shanghai 200050; China

Received:2003-09-15 Revised:2003-03-23 Published:2004-09-20 Online:2004-09-20

摘要/Abstract

摘要： 采用MA法和低温高压固结工艺制备了Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉软磁合金粉末和块体合金,借助XRD、DSC、SEM、TEM手段分析了它们的相组成、平均晶粒尺寸以及粉末的热稳定性、块体合金的相对密度.结果表明:(1)经过70h MA后,可获得平均晶粒尺寸约9.5nm、bcc结构的单相α-Fe纳米晶过饱和固溶体粉末;(2)在DSC的升温曲线中,分别出现四个强弱不一的放热峰,依次对应着发生了畸变的纳米晶过饱和固溶体的结构弛豫过程、少量非晶晶化过程以及过饱和固溶体的相析出过程,且过饱和固溶体析出过程分两个阶段完成;(3)在P=5.5GPa,P_w=980W,t=5min的烧结条件下,可获得相对密度约98.4％、平均晶粒尺寸约12.5nm的单相α-Fe纳米晶块体合金,该块体合金的软磁性能为:比饱和磁化强度M_s=1.71×10^-7wb·m/g,矫顽力H_c=8.22×10³A/m.

关键词: Fe基软磁合金, MA, 高压成型, 纳米晶

Abstract: Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉soft magnetic alloy powders and its bulk alloys were prepared by the mechanical
alloying (MA) method and cryogenical high pressure solidification process. Phase components, average grain size, thermal stability of powders and relative
density of bulk alloys of the samples were analyzed by XRD, DSC, SEM and TEM. The results showed that (1) after MA for 70 hours, bcc single phase α-Fe
nanocrystalline supersaturate solid solution powders with average grain size 9.5nm can be obtained; (2) four exothermal peaks with different intensity
appeared in DSC heating-up curves, these peaks corresponded to structural relaxation of distorted nanocrystalline supersaturate solid solution,
crystallization of small quantity amorphous and phase precipitation of supersaturate solid solution, respectively. Phase precipitation of
supersaturate solid solution included two stages; (3) under the sintering conditions of P=5.5GPa, t=5min and P_w=980W, single phase α-Fe
nanocrystalline bulk alloys with 98.4% relative density and about 12.5nm average grain size can be obtained, soft magnetic properties of
the bulk alloys were specific saturation magnetization M_s=1.71×10^-7Wb·m/g, coercive force H_c=8.22×10³A/m.

Key words: Fe-based soft magnetic alloys, MA, high pressure shaping, nanocrystalline

中图分类号:

TM27
TF123

卢斌,易丹青,刘岩,陆昌伟,于惠梅. 高压下Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉纳米晶软磁块体合金的形成[J]. 无机材料学报.

LU Bin,YI Dan-Qing,LIU Yan,LU Chang-Wei,YU Hui-Mei. Formation of Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉ Nanocrystalline Soft Magnetic Bulk Alloys in High Pressure[J]. Journal of Inorganic Materials.

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高压下Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉纳米晶软磁块体合金的形成

Formation of Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉ Nanocrystalline Soft Magnetic Bulk Alloys in High Pressure

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