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Finemet型纳米晶软磁合金的双团簇特征与成分优化

耿遥祥 , 林鑫 , 羌建兵 , 王英敏 , 董闯

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00546

基于Finemet合金的成分及其非晶前驱体的晶化特征,提出了Finemet型合金的“双团簇”结构模型和团簇式成分,即Finemet合金的非晶前驱体可看作由2类团簇结构构成：一种为基于α-Fe(Si)有序固溶体(例如Fe₃Si相)的[Si-Fe₁₄](Cu_1/13Si_12/13)₃弱稳定团簇结构;另一种为对应于Fe-B-Si-Nb系块体非晶合金的[(Si, B)-B₂(Fe, Nb)₈]Fe强稳定团簇结构。将2种团簇成分式按等比例混合,设计并制备了多个新成分合金。热分析和磁性测量结果表明,所有成分的非晶样品均显示多峰晶化特征,其中,[(Si_0.8B_0.2)-B₂Fe_7.2Nb_0.8]Fe+[Si-Fe₁₄](Cu_1/13Si1_2/13)₃ (即Fe₇₄B_7.33Si_15.23Nb_2.67Cu_0.77)非晶两晶化峰的峰间距(ΔT_p=T_p2-T_p1)最大,约为192 K。该非晶样品在813 K等温退火60 min后获得典型的纳米晶/非晶复相结构,其饱和磁化强度B_s约为1.26 T,矫顽力H_c约为0.5 A/m,1 kHz下的有效磁导率μ_e约为8.5×10⁵。新成分纳米晶合金的综合软磁性能均优于典型成分为Fe_73.5Si_13.5B₉Cu₁Nb₃的已有Finemet纳米晶合金。

关键词: Finemet纳米晶合金 , “双团簇”模型 , 成分设计 , 软磁性能