高硼含量的铁硼基非晶合金在热等静压中的纳米晶化及软磁性能研究

为了利用高硼含量的铁硼合金兼有高饱和磁化强度和大电阻率的优点，在热等静压中对含有微量铜的高硼含量的铁硼基非晶合金进行晶化处理以抑制晶化过程中铁硼相的析出和磁性纳米颗粒的快速长大，制备出兼有高饱和磁化强度、大电阻率和低矫顽力的纳米晶合金。通过研究压力和铜含量对铁硼相析出、纳米颗粒形核速率和长大速率的影响，理解热等静压抑制铁硼相析出、促进纳米颗粒形核和降低纳米颗粒长大速率的机理，在添加尽可能少的铜的基础上，实现降低纳米颗粒晶粒尺寸和提高其体积分数的目的；通过研究硼元素在非晶基体中扩散的影响因素，理解热等静压促进硼元素向非晶基体中扩散及将硼元素的分布方式由弥散颗粒分布转变为固溶分布的机理，通过增加硼含量，并控制其分布方式，提高铁硼基纳米晶合金的电阻率；通过分析非晶/纳米颗粒界面形貌对畴壁钉扎及电阻率对涡流损耗的影响，研究铁硼基纳米晶合金的磁化机制，制备出兼有高初始磁导率和高弛豫频率的纳米晶合金。

利用热等静压对含有微量铜的高硼含量的铁硼基非晶合金进行晶化处理实现抑制晶化过程中铁硼相的析出和磁性纳米颗粒的快速长大的目的，制备出了兼有高饱和磁化强度、大电阻率和低矫顽力的纳米晶合金。通过研究压力和铜含量对铁硼相析出、纳米颗粒形核速率和长大速率的影响，理解了热等静压抑制铁硼相析出、促进纳米颗粒形核和降低纳米颗粒长大速率的机理，在添加1%的铜的基础上，实现了降低纳米颗粒晶粒尺寸和提高其体积分数的目的。通过研究硼元素在非晶基体中扩散的影响因素，理解热等静压促进硼元素向非晶基体中扩散及将硼元素的分布方式由弥散颗粒分布转变为固溶分布的机理，通过增加硼含量，并控制其分布方式，提高铁硼基纳米晶合金的电阻率。通过分析非晶/纳米颗粒界面形貌对畴壁钉扎及电阻率对涡流损耗的影响，制备出了兼有高初始磁导率和高弛豫频率的纳米晶合金。热等静压不仅能细化Fe86B13Cu1纳米晶条带中alpha-Fe纳米颗粒的晶粒尺寸和提高其体积分数，而且在压力大于100MPa 时能抑制Fe3B相的析出，其原因是压力能促进致密相的形成。在150MPa热等静压得到Fe86B13Cu1纳米晶合金具有最好的软磁性能，其饱和磁化强度、矫顽力、初始磁导率和弛豫频率分别为1.94T、12A/m、920000和490000Hz。