您好,欢迎来到华佗小知识。
搜索
您的当前位置:首页电流退火对钴基、铁基非晶软磁合金条带有效磁导率的影响

电流退火对钴基、铁基非晶软磁合金条带有效磁导率的影响

来源:华佗小知识
维普资讯 http://www.cqvip.com 第29卷 第2期 20o6年 3月 兵器材料科学与工程 ORDNANCE MA I'ERIAL SCIENCE AND ENGINEERING Vo1.29 No.2 Mar.,2006 电流退火对钴基、铁基非晶软磁合金条带 有效磁导率的影响膏 张广明,张延松,吴敏,钱坤明,丁昂 (中国兵器科学研究院宁波分院,浙江宁波315103) 摘要:研究了电流退火的电流密度、退火时间对钴基和铁基非晶软磁合金条带有效磁导率的影响,并与等温退火处理的 结果作了比较。结果表明:电流退火可以明显提高钴基和铁基非晶软磁合金条带的有效磁导率,且存在一个最佳电流密 度、退火时间值。以使有效磁导率提高最大;铁基非晶软磁合金有效磁导率的提高明显优于钴基非晶软磁合金;电流退火 提高钴基和铁基非晶软磁合金有效磁导率的幅度与等温退火基本相当,具有升温和降温速度快、退火效率高的优势。 关键词:非晶合金;软磁;条带;电流退火;有效磁导率 中圈分类号:TG132.2+71 文献标识码:A 文章编号:1004—244X(2006)02-0063-03 Influence of current heating on effective permeability of Co-based and Fe-based soft magnetic amorphous aIIoy ribbons ZHANG Guang-ming,ZHANG Yah-song, Min,QIAN Kun—ming,DING Ang (Ningbo Branch of China Academy of Ordnance Science,Ningbo 315103,China) Abstract:The influence of current heating densiites and annealing time on effective permeability of Co-based and Fe-based amorphous soft magnetic alloy ribbons has been investigated.We alo compare the efsfect of current heating wih tthermal heating. he IT.esult8 show that the current heating obviously improves the effective permeability of Co-based and Fe-based amorphous ofst magnetic alloy ribbons and there exists the optimum condiitons of current annealing.The maximum effective permeability ratio in Fe-based amorphous soft magnetic alloy is much higher hatn that in Co-based,the current heating and thermal heati- ng have the similar effcte in improving effective permeability. Key words:amorphous alloy;soft magnetic materials;ribbons;current heating;effcteive permeabiliy t自1960年美国的Duwez教授…发明了快淬工艺制 备非晶合金以来。由于其独特的组织结构、高效的制 备工艺、优异的材料性能和广阔的应用前景。一直受 的退火处理则属于晶化退火。以形成纳米晶加非晶的 双相组织结构,同时兼有消除内应力的作用。等温退 火是常用的热处理,通常是将材料或其器件放人热处 理炉中,以一定的升温速度升到预定温度,保温一定 时间,然后降温出炉;电流退火是一种直接在非晶合 金中施加电流.利用焦耳热达到加热退火处理的电加 到人们的特别关注。其中,钻基非晶软磁合金是研究 较早的一种材料,其软磁性能特别是高频性能优越; 铁基非晶在特有的化学成分下.经过非晶晶化退火处 理,可获得综合性能高的软磁纳米晶材料。最近的研 究表明.非晶、纳米晶软磁材料还表现出一些特殊的 物理效应。如巨磁阻抗(GMI)效应 和巨应力阻抗 热处理方式,与等温退火相比,电流退火具有升温和 降温速度快、退火效率高的优势。 试验以CoFeSiB系和FeCuNbSiB系非晶软磁合金 条带为研究对象.探讨电流退火的直流电流密度和退 火时间对合金有效磁导率的影响.以期改善材料的软 磁性能,并为GSI和GMI材料研究提供技术基础。 (GSI)效应 】等。为开发高灵敏度磁敏和力敏传感材 料提供了新途径。成为该领域一个新的研究热点。 非晶软磁材料的退火处理.从退火目的上可分为 去应力退火和晶化退火两种。从退火方法上分为等温 退火和电流退火两种。钻基非晶合金的退火属于去应 力退火。目的是消除非晶合金激冷制备过程中产生的 内应力,提高软磁性能;可纳米晶化的铁基非晶合金 。收稿日期:2005—11-17;惨回日期:2005—12-15 1 试验方法 1.1试验样品 非晶软磁合金条带采用单辊急冷法制备。宽约1 otni、 作者简介:张广明(1981-),男,山东临沂人,硕士研究生,主要从事金属非品、纳米品软磁材料方面研究.—Rm—mll: ̄m6211845@tom.corn 、 维普资讯 http://www.cqvip.com 兵器材料科学与工程 第29卷 厚约30 m。试验样品由上述条带剪取,长度约为50 mm。 1.2电流退火工艺 磁导率的变化率与电流密度的关系如图3、图4所示。 由图3、图4可见, 。随着电流密度的增加有一 非晶合金条带的电流退火在自制的退火装置上 进行。通过计算机控制电流的上升时间和电流值,用 时间继电器控制电流退火时间。电流退火的工艺过程 见图1。 个峰值,即存在一个最佳电流密度值,以使 小。 最高。 若电流密度过大。退火后合金的有效磁导率会急剧减 2.2退火时间对有效磁导率的影响 退火时间t=t。+t:,t。为电流上升时间,t2为电流保持 时间。在本研究试验中,tl为5 s。电流密度.,: 进一步研究了最佳电流密度下,电流退火时间对 非晶软磁合金有效磁导率的影响,试验结果如图5、图6 J:l|s(A/m2、 ,为通过试样电流。S为试样截面积。 1.3有效磁导率的测量 绕制一个截面比试样略大、长度相等的螺旋线 圈。如图2所示。 样品的有效磁导率 [6]: r 一DO( 一1)+1 。 Sx 0 其中S 为样品截面积,S。为线圈截面积, 为含样品时 的电感量, 。为不含样品时的线圈电感量。 图l 电流退火工艺示意图 Fig.1 Schematic diagram of current heating 图2有效磁导率测量线圈不意图 Fig.2 Loop for measuring effective permeability 含样品时的电感量 和不含样品时的线圈电感量 o月j日本日置HIOKI3532—50型LCR仪进行测量。测试 时,设置频率,为1 kHz,并通过设置测试电流使线圈磁 场 为0.08 A/m。 定义样品退火处理前、后有效磁导率的变化率 3恤 Z ̄J/.ze=(退火后 一退火前 )/退火前 。 2试验结果与分析 2.1电流密度对有效磁导率的影响 在固定电流退火时间为25 s时.对钴基和铁基非 晶软磁合金条带进行电流退火。退火前后材料的有效 所示。 从图5、图6可以看出,在一定的退火电流密度下, 同样存在最佳退火时间,以使有效磁导率提高最大。若 退火时间过长.退火后合金的有效磁导率也会急剧减 小。 2.3成分和工艺对有效磁导率的影响 表1总结了最佳电流退火工艺下合金有效磁导率 的增加量,为比较电流退火、等温退火的效果,还给出 了等温退火后合金有效磁导率的增加量。 由表1可见,经最佳工艺电流退火后,合金的有效 图3 CoFeSiB和CoFeNisiB非晶软磁合金条带有效磁导 率的变化率与电流密度的关系 Fig.3 Dependence of effective permeability ratio of CoFeSiB and CoFeNiSiB soft magnetic amorphous alloy irbbons on densities of current heating JI(A・nl ) 图4 FeCuNbVS-B和FeCuNbSiB非晶软磁合金条带有效 磁导率的变化率与电流密度的关系 Fig.4 Dependence of effective permeability ratio of FeCuNbVSiB and FeCuNbSiB soft magnetic amorphous alloy ribbons on densiites ofcurrent heating 维普资讯 http://www.cqvip.com 第2期 张广明等:电流退火对钴基、铁基非晶软磁合金条带有效磁导率的影响 叁 董 f,s 图5 CoFeSiB和CoFeNiSiB ̄晶软磁合金条带有效磁导率的 变化率与退火时间的关系 Fig.5 Dependence of effective permeability ratio of CoFeSiB and CoFeNiSiB soft magnetic amorphous alloy ribbons on time fo current heating 图6 FeCuNbVSiB和FeCuNbSiB3 ̄晶软磁合金条带有效磁 导率的变化率与退火时间的关系 Fig.6 Dependence of effective permeability ratio of FeCuNbVSiB and FeCuNbSiB soft magnetic amorphous alloy ribbons on time of current heating 裹1不同退火工艺对有效磁导率的影响 Table 1 ll ̄HelnlCe of diferent heating techniques oil effective permeability ratio 磁导率均有所提高,CoFeSiB经35X106 Mm2x25 s退火 后有效磁导率提高了16.2%.CoFeNiSiB经40 ̄106 A/ m2×20 s退火后提高了20.1%.FeCuNbVSiB经48 ̄106 M m x25 s退火后提高了167.4%.FeCuNbSiB经48 ̄106 M m ̄x30 8退火后提高了222.4%,铁基非晶软磁合金有效 磁导率的提高明显优于钴基非晶软磁合金;且与钴基非 晶软磁合金相比,铁基非晶软磁合金的最佳电流密度 大、退火时间长,上述现象与退火后合金的组织结构变 化有关 。 经电流退火后,钴基非晶软磁合金消除了内应力.有 效磁导率提高。而铁基非晶软磁合金除消除了内应力.还 形成了高磁导率的纳米晶加非晶双相组织结构[8-93.因 此铁基非晶软磁合金有效磁导率提高的幅度大。 电流退火密度和退火时间决定了电流退火的热量 (Q=j £,尺为试样电阻),由于非晶晶化退火温度要 高于去应力退火,需要的热量也就更大,因此造成铁基 非晶软磁合金的最佳电流密度和退火时间要大于钴基 非晶软磁合金。如果电流退火密度过大和退火时间过 长,电流退火热量过大,则会使退火温度过高,可能导 致钴基非晶软磁合金有晶化相析出、铁基非晶软磁合 金的组织结构偏离最佳状态或有Fe—B化合物析出和 ctFe—Si固溶体晶粒粗大,这些都会使合金软磁性能如 有效磁导率下降[1o] 由表1还可见,电流退火、等温退火对非晶软磁合 金有效磁导率提高的幅度基本相当。由于电流退火具 有高效、节能、方便等优点,是非晶软磁合金条带较为 理想的新型退火工艺技术,具有较高应用价值。 电流退火工艺中的电流密度和退火时间等参数对 于非晶软磁合金有效磁导率和其他软磁性能的具体影 响,有待进一步的研究。 3 结论 (1)电流退火可以明显提高钴基和铁基非晶软磁 合金条带的有效磁导率,且存在一个最佳电流密度、 退火时间值,铁基非晶软磁合金有效磁导率的提高明 显优于钴基非晶软磁合金。 (2)电流退火提高钴基和铁基非晶软磁合金有效 磁导率的幅度与等温退火基本相当,具有升温和降温 速度快、退火效率高的优势。 参考文献: [1]Le ment W K,Willens R。Duwez Non-crystalline strueture in solidiifed gold--siHion alloys[J].Nature,1960,187:869-87 ̄ [2]Mohri K,Kawashiwa K,Yoshida H,et a1.Magneo—inductive efect(MI effect)in amorphous wires[J].IEEE Trans Magn, 1992,28:3150—3152. [3]Shen L P,Uchiyama T,Mohri K,et a1.Sensitive stress— impendance micro sensor using amorphous magnetostrictive wire[J].IEEE Trans Magn,1997,33:3355—3357. [4]Shen L P,Mohri K.Mechano—encephalogram based on amo卜 ohOUS wire micro Si acceleration sensor[J].IEEE Transactio— ns on magnetics,2001,37(4):2007-2009. 维普资讯 http://www.cqvip.com 第29卷2006年 第2期 3月 兵器材料科学与工程 ORDNANCE MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERING V01.29 No.2 Mar.,2006 无压浸渗法制备高体积含量的铝基复合材料睾 赵国田I,孙素杰。,徐永东。,朱秀荣。,陈照峰 (1.中国兵器科学研究院宁波分院,浙江宁波315103;2.南京航空航天大学材料科学与技术学院南京2l00l6) 摘 要:试验采用对SiC 表面预氧化后镀镍处理,将颗粒大小为28、43、74 m,质量之比为2:3:5的siC 和有机胶PVA混合 后.用液压机制成 (100+1)mm、厚10 mm、相对密度为68%的预制件,将预制件置于N2气氛的箱式电阻炉中850℃浸渗2 h 制成SiC。增强的铝基复合材料。试验结果表明,SiC 表面镀镍后明显地改善了铝合金对其的润湿性能,促使畏渗过程快速 进行。显微组织观察表明.复合材料中SiC颗粒在基体合金中分布均匀,并与基体合金界面结合良好,无孔洞。 关键词:SiC颗粒;预制件;无压浸渗法;复合材料 中图分类号:TB331 文献标识码:A 文章编号:l0o4—244X(20o6)O2-OO66-O4 High volume aluminum matrix composites prepared by pressureless inf'dtration ZHA0 Guo-tian ,SUN Shu-jie ,XU Yong-donga,ZHU Xiu-ron ̄,CHEN z ̄-f, (1.Ningbe Branch of China Academy of Ordnance Science,Ningbo 3 1 5 103,China;2.Colege of Material Science and Technology,Nanjing Unive ̄iyt of Aeronautics&Astronautics,Nanjing 210016,China) Abstract:SiC particle surface is phted with nickel after preoxidation,then preform is fabricated by hydraulic pressure machine with tllree sizes of SiC particle which iS 28、43、74 m and weisht ratio iS 2:3:5.The pret ̄rm diameter iS 100 ̄1 mill,thickness iS 10 mm and the density is 68%.SiC ̄/AI composite is prepared by the preform being placed in the resistance furnace that the temperat-ure is 850℃.holding 2 hour.The experiment result shows that the nickel-plated SiC particle has improved the wettability and accelerated infiltration rate.Microstmcture observation shows htat siCP uniformly distirbutes in het atmrix alloy, nd the ianterf-acil bonding between matarix and reinforcement is well,and no cavity exists. Key words:SiC particle;perform;pressureless infiltration;composite 无压浸渗法是由美国Lanxide公司M.K.Aghaianian 等人于1989年在直接金属氧化法(DIMOX)工艺的基 础上发展而来的又一种制备复合材料的新工艺[1-3].它 是将铝合金块放在陶瓷颗粒制成的预制体上。在铝合 在航空航天、军事领域及汽车、电子仪表等行业中显 示出了巨大的应用潜力 】。无压浸渗法制备SiC。增强 铝基复合材料具有工艺简单、成本低廉、产品性能优 良、增强体的体积分数可以控制、容易实现大批量生 产等优点,但在制备过程中也存在基体合金对增强体 颗粒的润湿性较差,复合材料中增强体含量不够高、 浸渗条件难以控制、浸渗速度较慢、需要在特殊的气 氛下进行浸渗、重复性差等缺点,不过在近年内还是 得到了快速的发展。复合材料产品的系列得到了扩 金熔点以上保温,在特殊浸渗气氛(如氮、氩和氢混合 气等)作用下。Al合金液依靠毛细管效应的作用自发进 入预制体中而形成兼有基体合金和陶瓷颗粒增强体 综合性能的复合材料。 SiCp ̄强铝基复合材料具有较高的比强度、比刚 度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数等优良性能, 。收稿日期 2005—11一lO;修回日期:2005—12—08 展,制备技术也从单体材料的生长拓展为基体与预制 作者简介:赵国田(1980-),男,硕士研究生,主要从事铝基复合材料研究.Email:zhaoguotian@sohu.com [5]Mohri K.Application of amorphous magnetic to computer pe— ripherals[J].Mater Eng,1994,A185:141—145. [6]陈晨.铁基软磁合金薄带的巨磁阻抗效应[D]//山东大学博 士学位论文.1997. [8]黎阳,等.铁基纳米晶软磁合金起始磁导率的研究[J].材料 导报,2004,18(3):81—84. [9]纪松,杨国斌,王润.退火时间对WU。 0si。 米软磁 合金的结构与磁性的影响[J].金属材料研究,1995 21(3): 25-28. [7]丁昂,张延松,钱坤明,等.纳米晶软磁材料磁性温度稳定性 与退火温度的关系[J].兵器材料科学与工程,2005,28(2): 54-56. [1O]纪松.铁基超微晶软磁合金的结构与性能研究[D 北京 科技大学博士学位论文:l994. 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- huatuo0.cn 版权所有 湘ICP备2023017654号-2

违法及侵权请联系:TEL:199 18 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务