三元Co79Zr18Cr3合金中高矫顽力

侯志鹏; 苏峰; 王文全

doi:10.7498/aps.63.087501

摘要

通过在Co82Zr18合金中添加过渡族元素Cr的方法，利用快淬工艺，制备出了Co82-xZr18Crx（x=0，2，3，4）快淬合金薄带. 利用磁性测量、X光衍射、热磁分析、扫描电子显微镜，对其磁性能、相组成、微结构进行了研究. 实验结果表明，在Co82Zr18合金中添加少量的Cr 可以使其矫顽力（iHc）显著提高. 其中，Co79Zr18Cr3 快淬薄带经600 ℃退火处理后iHc=6.5 kOe. 相分析发现，600 ℃退火后的Co79Zr18Cr3快淬薄带由单一Co11Zr2 相组成，Cr原子进入到了Co11Zr2相的晶格之中替换了原子半径相对较小的Co原子，这导致了Co11Zr2居里温度（TC）的降低却使其磁晶各向异性场（Ha）显著提高；另一方面，通过微结构研究发现，未退火的Co79Zr18Cr3快淬薄带由5080 nm 的等轴晶粒组成. 经600 ℃退火后，其晶粒形态并未发生改变然而晶粒尺寸却增长到400500 nm.

关键词:

Abstract

The Co82-xZr18Crx (x=0, 2, 3, 4) alloys are produced by melt-spinning. It is found that a proper addition of Cr can improve the coercivity significantly and a maximum coercivity of 6.5 kOe is obtained in the Co79Zr18Cr3 ribbon after having been annealed at 600 ℃. X-ray diffraction and thermomagnetic analysis are employed to determine its phase composition. It is found that the sample is comprised of the single Co11Zr2 and the Cr atoms enter into its lattice. A significant enhancement in the magnetocrystalline anisotropy field of Co11Zr2 is observed. SEM investigations show a microstructure consisting of equiaxed grains whose average size is about 400-500 nm. The coercivity enhancement in the Co79Zr18Cr3 alloy is ascribed to the increase in Ha.

Keywords:

作者及机构信息

1.
吉林大学物理学院, 长春 130023

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：11074092，51073160）和国家自然科学基金国家基础科学人才培养基金（批准号：J1103202）资助的课题.

Authors and contacts

1.
College of Physics, Jilin University, Changchun 130023, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11074092, 51073160) and the Fund for Fostering Talents in Basic Science of the National Natural Science Foundation of China (Grant No. J1103202).

参考文献

[1]	Akdogan O, Li W F, Hadjipanayis G C 2012 J. Nanopart. Res. 14 891
[2]
[3]	Stone R 2009 Science 325 1336
[4]
[5]	Sun W, Zhu M G, Fang Y K, Pan W, Li J J, Li Y F, Li W 2012 Rare Metals 31 470
[6]	Saito T 2003 Appl. Phys. Lett. 82 2305
[7]
[8]
[9]	Gao C, Wan H, Hadjipanayis G C 1990 J. Appl. Phys. 67 4960
[10]	Gabay A M, Zhang Y, Hadjipanayis G C 2001 J. Magn. Magn. Mater. 236 37
[11]
[12]	Ishikawa T, Ohmori K 1990 IEEE Trans. Magn. 26 1370
[13]
[14]
[15]	Demczyk B G, Cheng S F 1991 J. Appl. Cryst. 24 1023
[16]
[17]	Ivanova G V, Shchegoleva N N, Gabay A M 2007 J. Alloys. Compd. 432 135
[18]	Saito T 2003 IEEE Trans. Magn. 39 2890
[19]
[20]
[21]	Hou Z P, Su F, Xu S F, Zhang J B, Wu C J, Liu D, Wei B P, Wang W Q 2013 J. Magn. Magn. Mater. 346 124
[22]	Zhang W Y, Valloppilly S R, Li X Z, Skomski R, Shield J E, Sellmyer D J 2012 IEEE Trans. Magn. 48 3603
[23]
[24]
[25]	Wang W Q, Wang J L, Tang N, Bao F Q, Wu G H, Yang F M, Jin H M 2001 Acta Phys. Sin. 50 1534 (in Chinese) [王文全, 王建立, 唐宁, 包富泉, 吴光恒, 杨伏明, 金汉民 2001 50 1534]
[26]	Yang D, Wang J L, Tang N, Shen Y P, Yang F M 1999 Acta Phys. Sin. 48 80 (in Chinese) [阳东, 王建立, 唐宁, 沈宇平, 杨伏明 1999 48 80]
[27]
[28]	Gabay A M, Shchegoleva N N, Gaviko V S, Ivanova G V 2003 Phys. Metals Metallography 95 122
[29]
[30]
[31]	Shen B G, Yang L Y, Cao L, Guo H Q 1993 J. Appl. Phys. 73 5932
[32]	Hou Z P, Xu S F, Zhang J B, Wu C J, Liu D, Su F, Wang W Q 2013 J. Alloys. Compd. 555 28
[33]
[34]
[35]	Zhang H W, Rong C B, Du X B, Zhang J, Zhang S Y, Shen B G 2003 Appl. Phys. Lett. 82 4098
[36]
[37]	Zhang H W, Rong C B, Zhang S Y, Shen B G 2004 Acta Phys. Sin. 53 4347 (in Chinese) [张宏伟, 荣传兵, 张绍英, 沈宝根 2004 53 4347]
[38]	Herzer G1989 IEEE Trans. Magn. 25 3327
[39]
[40]
[41]	Chen R J, Zhang H W, Shen B G, Yan A R, Chen L D 2009 Chin. Phys. B 18 2582
[42]	Gong Y M, Lan Z H, Yan Y, Du X B, Wang W Q, Wang X F, Su F, Lu L, Zhang Z S, Jin H M, Wen G H 2008 Chin. Phys. B 17 1130
[43]

施引文献

[1]	Akdogan O, Li W F, Hadjipanayis G C 2012 J. Nanopart. Res. 14 891
[2]
[3]	Stone R 2009 Science 325 1336
[4]
[5]	Sun W, Zhu M G, Fang Y K, Pan W, Li J J, Li Y F, Li W 2012 Rare Metals 31 470
[6]	Saito T 2003 Appl. Phys. Lett. 82 2305
[7]
[8]
[9]	Gao C, Wan H, Hadjipanayis G C 1990 J. Appl. Phys. 67 4960
[10]	Gabay A M, Zhang Y, Hadjipanayis G C 2001 J. Magn. Magn. Mater. 236 37
[11]
[12]	Ishikawa T, Ohmori K 1990 IEEE Trans. Magn. 26 1370
[13]
[14]
[15]	Demczyk B G, Cheng S F 1991 J. Appl. Cryst. 24 1023
[16]
[17]	Ivanova G V, Shchegoleva N N, Gabay A M 2007 J. Alloys. Compd. 432 135
[18]	Saito T 2003 IEEE Trans. Magn. 39 2890
[19]
[20]
[21]	Hou Z P, Su F, Xu S F, Zhang J B, Wu C J, Liu D, Wei B P, Wang W Q 2013 J. Magn. Magn. Mater. 346 124
[22]	Zhang W Y, Valloppilly S R, Li X Z, Skomski R, Shield J E, Sellmyer D J 2012 IEEE Trans. Magn. 48 3603
[23]
[24]
[25]	Wang W Q, Wang J L, Tang N, Bao F Q, Wu G H, Yang F M, Jin H M 2001 Acta Phys. Sin. 50 1534 (in Chinese) [王文全, 王建立, 唐宁, 包富泉, 吴光恒, 杨伏明, 金汉民 2001 50 1534]
[26]	Yang D, Wang J L, Tang N, Shen Y P, Yang F M 1999 Acta Phys. Sin. 48 80 (in Chinese) [阳东, 王建立, 唐宁, 沈宇平, 杨伏明 1999 48 80]
[27]
[28]	Gabay A M, Shchegoleva N N, Gaviko V S, Ivanova G V 2003 Phys. Metals Metallography 95 122
[29]
[30]
[31]	Shen B G, Yang L Y, Cao L, Guo H Q 1993 J. Appl. Phys. 73 5932
[32]	Hou Z P, Xu S F, Zhang J B, Wu C J, Liu D, Su F, Wang W Q 2013 J. Alloys. Compd. 555 28
[33]
[34]
[35]	Zhang H W, Rong C B, Du X B, Zhang J, Zhang S Y, Shen B G 2003 Appl. Phys. Lett. 82 4098
[36]
[37]	Zhang H W, Rong C B, Zhang S Y, Shen B G 2004 Acta Phys. Sin. 53 4347 (in Chinese) [张宏伟, 荣传兵, 张绍英, 沈宝根 2004 53 4347]
[38]	Herzer G1989 IEEE Trans. Magn. 25 3327
[39]
[40]
[41]	Chen R J, Zhang H W, Shen B G, Yan A R, Chen L D 2009 Chin. Phys. B 18 2582
[42]	Gong Y M, Lan Z H, Yan Y, Du X B, Wang W Q, Wang X F, Su F, Lu L, Zhang Z S, Jin H M, Wen G H 2008 Chin. Phys. B 17 1130
[43]

[1]	张家滕, 徐吉元, 金佳莹, 孟睿阳, 董生智. 晶界添加PrCu合金对(Pr, Nd, Dy)_32.2Co₁₃Cu_0.4Fe_balB_0.98M_1.05磁体磁性能与微观组织的影响. , 2022, 71(16): 167502. doi: 10.7498/aps.71.20220406
[2]	李栋, 董生智, 李磊, 徐吉元, 陈红升, 李卫. 核((Nd_0.7, Ce_0.3)₂Fe₁₄B)-壳(Nd₂Fe₁₄B)型磁体反磁化的微磁学模拟. , 2020, 69(14): 147501. doi: 10.7498/aps.69.20200435
[3]	夏瑱超, 王伟丽, 罗盛宝, 魏炳波. 三元等原子比Fe33.3Cu33.3Sn33.3合金的快速凝固机理与室温组织磁性研究. , 2016, 65(15): 158101. doi: 10.7498/aps.65.158101
[4]	张嵩波, 王方标, 李发铭, 温戈辉. 高温高压方法合成碳包覆-Fe2O3纳米棒及其磁学性能. , 2014, 63(10): 108101. doi: 10.7498/aps.63.108101
[5]	彭懿, 赵国平, 吴绍全, 斯文静, 万秀琳. 不同易轴取向下对Nd2Fe14B/Fe65Co35磁性双层膜的微磁学模拟. , 2014, 63(16): 167505. doi: 10.7498/aps.63.167505
[6]	曲艳东, 孔祥清, 李晓杰, 闫鸿浩. 热处理对爆轰合成的纳米TiO2混晶的结构相变的影响. , 2014, 63(3): 037301. doi: 10.7498/aps.63.037301
[7]	赵学童, 李建英, 贾然, 李盛涛. 直流老化及热处理对ZnO压敏陶瓷缺陷结构的影响. , 2013, 62(7): 077701. doi: 10.7498/aps.62.077701
[8]	贾晓琴, 何智兵, 牛忠彩, 何小珊, 韦建军, 李蕊, 杜凯. 热处理对制备辉光放电聚合物薄膜结构及光学性能的影响. , 2013, 62(5): 056804. doi: 10.7498/aps.62.056804
[9]	侯志鹏, 张金宝, 徐世峰, 吴春姬, 王子涵, 杨坤隆, 王文全, 杜晓波, 苏峰. B元素添加对Co-Zr-Mo合金薄带的磁性能及结构的影响. , 2012, 61(20): 207501. doi: 10.7498/aps.61.207501
[10]	於黄忠, 周晓明, 邓俊裕. 热处理对不同溶剂制备的共混体系太阳电池性能影响. , 2011, 60(7): 077206. doi: 10.7498/aps.60.077206
[11]	丁燕红, 李明吉, 杨保和, 马叙. Fe15.38Co61.52Cu0.6Nb2.5Si11B9纳米晶软磁合金的交流磁性. , 2011, 60(9): 097502. doi: 10.7498/aps.60.097502
[12]	鲜承伟, 赵国平, 张庆香, 徐劲松. 垂直取向Nd2Fe14B/α-Fe磁性三层膜的磁化反转. , 2009, 58(5): 3509-3514. doi: 10.7498/aps.58.3509
[13]	夏爱林, 韩宝善. 直流磁控溅射Si和玻璃衬底Fe/Co多层膜的磁性能比较. , 2008, 57(1): 545-549. doi: 10.7498/aps.57.545
[14]	李万万, 孙康. Cd0.9Zn0.1Te晶体的Cd气氛扩散热处理研究. , 2007, 56(11): 6514-6520. doi: 10.7498/aps.56.6514
[15]	李万万, 孙康. Cd1－xZnxTe晶体的In气氛扩散热处理研究. , 2006, 55(4): 1921-1929. doi: 10.7498/aps.55.1921
[16]	邱学军, 张云鹏, 何正红, 白浪, 刘国磊, 王跃, 陈鹏, 熊祖洪. 矫顽力可调的多孔硅基Fe膜. , 2006, 55(11): 6101-6107. doi: 10.7498/aps.55.6101
[17]	朱俊, 张兴元, 陆红波. 退火与极化温度对尼龙11薄膜驻极体内陷阱能级分布的影响. , 2005, 54(7): 3414-3417. doi: 10.7498/aps.54.3414
[18]	李腾, 李卫, 潘伟, 李岫梅. Fe40—45Cr30—35Co20—25Mo0—4Zr0—2合金微观结构对矫顽力的影响. , 2005, 54(9): 4389-4394. doi: 10.7498/aps.54.4389
[19]	张宏伟, 荣传兵, 张健, 张绍英, 沈保根. 纳米晶永磁Pr2Fe14B微磁学有限元法的模拟计算研究. , 2003, 52(3): 718-721. doi: 10.7498/aps.52.718
[20]	于冬亮, 杨绍光, 都有为. Co纳米孔洞模板的制备和磁性. , 2002, 51(8): 1784-1787. doi: 10.7498/aps.51.1784

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