搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

Y对Fe-Si-B 合金非晶形成能力及软磁性能的影响

张雅楠 王有骏 孔令体 李金富

引用本文:
Citation:

Y对Fe-Si-B 合金非晶形成能力及软磁性能的影响

张雅楠, 王有骏, 孔令体, 李金富

Influence of Y addition on the glass forming ability and soft magnetic properties of Fe-Si-B amorphous alloy

Zhang Ya-Nan, Wang You-Jun, Kong Ling-Ti, Li Jin-Fu
PDF
导出引用
  • 本文通过铜模吸铸法和单辊甩带法分别制备出一系列楔形试样和非晶条带试样, 系统研究了稀土金属Y对Fe78Si9B13合金非晶形成能力及其软磁性能的影响. 结果表明, 少量Y取代 Fe-Si-B 非晶合金中的Fe 可大大提高该合金的非晶形成能力并促进过冷液相区的产生. 当Y含量为3 at.%时, 合金具有最大的非晶形成能力, 其临界厚度为313 μm, 相应的非晶过冷液相区宽度达到65 K. 该系列非晶合金具有优良的软磁性能, 其矫顽力(Hc)均低于200 A/m, Y含量为1 at.%时, 饱和磁感应强度(Bs) 达到最大值1.67 T.
    Addition of rare earth elements can significantly improve the glass forming ability of Fe-based alloys. But the magnetic domain that most of the rare earths possess themselves always worsens soft magnetic properties of the alloys. By contrast, the rare earth element Y does not have this kind of magnetic domain itself, and is an ideal candidate to add to the Fe-based amorphous alloys as soft magnetic materials. In order to systematically study the effect of partial substitution of Fe in Fe78Si9B13 alloy with rare earth element Y on glass forming ability and soft magnetic properties, a series of wedge-shaped specimens and amorphous ribbons are prepared by copper mold suction casting and melt spinning respectively. It is found that the replacement of Fe by minor Y enhances the glass forming ability of the alloy. When 3 at.% Fe is replaced, the critical thickness and supercooled liquid region of the amorphous alloy reach their maximum values, 313 μm and 65 K, respectively. The amorphous alloys have excellent soft magnetic properties: coercive force (Hc) all bellow 200 A/m and saturation magnetic induction (Bs) all above 1.30 T. Specially, Bs reaches a maximal value, 1.67 T, when 1 at.% Fe is substituted.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50831003)和国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB610405)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50831003), and the National Basic Research Project of China (Grant No. 2011CB610405).
    [1]

    Duwez P, Lin S C H 1967 J. Appl. Phys. 38 4096

    [2]

    Chen J C, Shen B Y, Zhan W S, Zhao J G 1986 Acta Phys. Sin. 35 979 (in Chinese) [陈金昌, 沈保根, 詹文山, 赵见高 1986 35 979]

    [3]

    Che G C, Shen B G, Zhao J G, Zhan W S, Liang J K 1987 Acta Phys. Sin. 36 483(in Chinese) [车广灿, 沈保根, 赵见高, 詹文山, 梁敬魁 1987 36 483]

    [4]

    Shen B L, Koshiba H, Mizushima T, Inoue A 2000 Mater. Trans. JIM 41 873

    [5]

    Rong C B, Zhao Y H, Xu M, Zhao H H, Cheng L Z, He K Y 2001 Acta Phys. Sin. 50 2235in Chinese) [荣传兵, 赵玉华, 徐民, 赵恒和, 程力智, 何开元 2001 50 2235]

    [6]

    Pang S, Zhang T, Asami K, Inoue A 2001 Mater. Trans. 42 376

    [7]

    Rong C B, Zhao Y H, Cheng L Z, Xu M, He K Y, Zhao H H 2002 Phys. Rev. 11 77

    [8]

    Inoue A, Shen B L 2004 Mater. Sci. Eng. A 375-377 302

    [9]

    Inoue A, Shen B L, Chang C T 2006 Intermetallics 14 936

    [10]

    Makino A, Kubota T, Makabe M, Chang C T, Inoue A 2008 Mater. Sci. Eng. B 148 166

    [11]

    Ma H J, Zhang J T, Li G H, Zhang W X, Wang W M 2010 J. Alloys Comp. 501 227

    [12]

    Lin S L, Chen S F, Chen J K, Lin Y L 2010 Intermetallics 18 1826

    [13]

    Yapp R, Watts B E, Leccabue F 2000 J. Magn. Magn. Mater. 215-216 300

    [14]

    Jung H Y, Yi S 2010 Intermetallics 18 1936

    [15]

    Lin C Y, Tien H Y, Chin T S 2005 Appl. Phys. Lett. 86 162501

    [16]

    Betancourt I, Baez S 2009 J. Non-Cryst. Solids 355 1202

    [17]

    Lu Z P, Liu C T, Porter W D 2003 Appl. Phys. Lett. 83 2581

    [18]

    Takeuchi A, Inoue A 2005 Mater. Trans. JIM 46 2817

    [19]

    Lu Z P, Liu C T, Thompson J R, Porter W D 2004 Phys. Rev. Lett. 92 245503

    [20]

    Inoue A, Shinohara Y, Gook J S 1995 Mater. Trans. JIM 36 1427

    [21]

    Tian S 2008 Physical Properties of Materials (Beijing: Beijing University of Aeronautics and Astronautics Press) p258 (in Chinese) [田莳 材料物理性能 (北京: 北京航空航天大学出版社) 第258页]

  • [1]

    Duwez P, Lin S C H 1967 J. Appl. Phys. 38 4096

    [2]

    Chen J C, Shen B Y, Zhan W S, Zhao J G 1986 Acta Phys. Sin. 35 979 (in Chinese) [陈金昌, 沈保根, 詹文山, 赵见高 1986 35 979]

    [3]

    Che G C, Shen B G, Zhao J G, Zhan W S, Liang J K 1987 Acta Phys. Sin. 36 483(in Chinese) [车广灿, 沈保根, 赵见高, 詹文山, 梁敬魁 1987 36 483]

    [4]

    Shen B L, Koshiba H, Mizushima T, Inoue A 2000 Mater. Trans. JIM 41 873

    [5]

    Rong C B, Zhao Y H, Xu M, Zhao H H, Cheng L Z, He K Y 2001 Acta Phys. Sin. 50 2235in Chinese) [荣传兵, 赵玉华, 徐民, 赵恒和, 程力智, 何开元 2001 50 2235]

    [6]

    Pang S, Zhang T, Asami K, Inoue A 2001 Mater. Trans. 42 376

    [7]

    Rong C B, Zhao Y H, Cheng L Z, Xu M, He K Y, Zhao H H 2002 Phys. Rev. 11 77

    [8]

    Inoue A, Shen B L 2004 Mater. Sci. Eng. A 375-377 302

    [9]

    Inoue A, Shen B L, Chang C T 2006 Intermetallics 14 936

    [10]

    Makino A, Kubota T, Makabe M, Chang C T, Inoue A 2008 Mater. Sci. Eng. B 148 166

    [11]

    Ma H J, Zhang J T, Li G H, Zhang W X, Wang W M 2010 J. Alloys Comp. 501 227

    [12]

    Lin S L, Chen S F, Chen J K, Lin Y L 2010 Intermetallics 18 1826

    [13]

    Yapp R, Watts B E, Leccabue F 2000 J. Magn. Magn. Mater. 215-216 300

    [14]

    Jung H Y, Yi S 2010 Intermetallics 18 1936

    [15]

    Lin C Y, Tien H Y, Chin T S 2005 Appl. Phys. Lett. 86 162501

    [16]

    Betancourt I, Baez S 2009 J. Non-Cryst. Solids 355 1202

    [17]

    Lu Z P, Liu C T, Porter W D 2003 Appl. Phys. Lett. 83 2581

    [18]

    Takeuchi A, Inoue A 2005 Mater. Trans. JIM 46 2817

    [19]

    Lu Z P, Liu C T, Thompson J R, Porter W D 2004 Phys. Rev. Lett. 92 245503

    [20]

    Inoue A, Shinohara Y, Gook J S 1995 Mater. Trans. JIM 36 1427

    [21]

    Tian S 2008 Physical Properties of Materials (Beijing: Beijing University of Aeronautics and Astronautics Press) p258 (in Chinese) [田莳 材料物理性能 (北京: 北京航空航天大学出版社) 第258页]

  • [1] 王壮, 金凡, 李伟, 阮嘉艺, 王龙飞, 吴雪莲, 张义坤, 袁晨晨. 设计制备具有优异形成能力和磁热效应的GdHoErCoNiAl高熵非晶合金.  , 2024, 73(21): 217101. doi: 10.7498/aps.73.20241132
    [2] 糜晓磊, 胡亮, 武博文, 龙强, 魏炳波. 钆含量对Fe-B-Nb-Gd非晶合金磁学性能和氧化机制的影响规律.  , 2024, 73(9): 097102. doi: 10.7498/aps.73.20232040
    [3] 孙吉, 沈鹏飞, 尚其忠, 张鹏雁, 刘莉, 李明瑞, 侯龙, 李维火. B元素添加对FePBCCu合金非晶形成能力、磁性能和力学性能的影响.  , 2023, 72(2): 026101. doi: 10.7498/aps.72.20221553
    [4] 韩泽宇, 宋乘吉, 周杰, 郑富. 衬底层对Fe65Co35合金薄膜结构与磁性的影响.  , 2022, 71(15): 157501. doi: 10.7498/aps.71.20220476
    [5] 马爽, 郝玮晔, 王旭东, 张伟, 姚曼. 类金属元素影响Co-Y-B合金非晶形成能力和磁性能的机制分析.  , 2022, 71(22): 228102. doi: 10.7498/aps.71.20220873
    [6] 姚可夫, 施凌翔, 陈双琴, 邵洋, 陈娜, 贾蓟丽. 铁基软磁非晶/纳米晶合金研究进展及应用前景.  , 2018, 67(1): 016101. doi: 10.7498/aps.67.20171473
    [7] 李蕊轩, 张勇. 熵在非晶材料合成中的作用.  , 2017, 66(17): 177101. doi: 10.7498/aps.66.177101
    [8] 吴渊, 宋温丽, 周捷, 曹迪, 王辉, 刘雄军, 吕昭平. 块体非晶合金的韧塑化.  , 2017, 66(17): 176111. doi: 10.7498/aps.66.176111
    [9] 柯海波, 蒲朕, 张培, 张鹏国, 徐宏扬, 黄火根, 刘天伟, 王英敏. 铀基非晶合金的发展现状.  , 2017, 66(17): 176104. doi: 10.7498/aps.66.176104
    [10] 曹成成, 范珏雯, 朱力, 孟洋, 王寅岗. 预退火时间对Fe80.8B10P8Cu1.2非晶合金微结构及磁性能的影响.  , 2017, 66(16): 167501. doi: 10.7498/aps.66.167501
    [11] 李颉, 张怀武, 李元勋, 李强, 秦军锋. 稀土元素La掺杂BaFe12O19 微结构和磁性能的研究.  , 2012, 61(22): 227501. doi: 10.7498/aps.61.227501
    [12] 廖国进, 闫绍峰, 巴德纯. 铈掺杂氧化铝薄膜的蓝紫色发光特性.  , 2008, 57(11): 7327-7332. doi: 10.7498/aps.57.7327
    [13] 金 鑫, 张晓丹, 雷志芳, 熊绍珍, 宋 峰, 赵 颖. 薄膜太阳电池用纳米上转换材料制备及其特性研究.  , 2008, 57(7): 4580-4584. doi: 10.7498/aps.57.4580
    [14] 张 辉, 张国英, 杨 爽, 吴 迪, 戚克振. Zr基大块非晶中添加元素对非晶形成能力及耐蚀性的影响.  , 2008, 57(12): 7822-7826. doi: 10.7498/aps.57.7822
    [15] 王珍玉, 杨院生, 童文辉, 李会强, 胡壮麒. 基于成分连续变化计算黏度的合金系临界冷速模型.  , 2007, 56(3): 1543-1548. doi: 10.7498/aps.56.1543
    [16] 王珍玉, 杨院生, 童文辉, 李会强, 胡壮麒. 大块非晶临界冷却速率的非等温转变计算模型.  , 2006, 55(4): 1953-1958. doi: 10.7498/aps.55.1953
    [17] 陆曹卫, 卢志超, 孙 克, 李德仁, 周少雄. 水雾化制备Fe74Al4Sn2P10C2B4Si4非晶合金粉末及其磁粉芯性能研究.  , 2006, 55(5): 2553-2556. doi: 10.7498/aps.55.2553
    [18] 杨全民, 王玲玲. 频率对纳米晶软磁合金磁性能影响的理论解释.  , 2005, 54(9): 4256-4262. doi: 10.7498/aps.54.4256
    [19] 邢力谦, 赵德乾, 陈希成, 陈熙琛, 杨根仓, 周尧和. 稀土元素La对Ni75B17Si8非晶合金形成能力和热稳定性的影响.  , 1993, 42(3): 465-469. doi: 10.7498/aps.42.465
    [20] 由淼, 杨继先, 陈德源. 稀土元素对铁的内耗的影响.  , 1974, 23(4): 68-74. doi: 10.7498/aps.23.68
计量
  • 文章访问数:  8331
  • PDF下载量:  744
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-11-19
  • 修回日期:  2012-01-05
  • 刊出日期:  2012-08-05

/

返回文章
返回
Baidu
map