Fe基合金薄带应力感生磁各向异性机理的原位研究

发布时间：2017-07-26 15:21

  本文关键词：Fe基合金薄带应力感生磁各向异性机理的原位研究

  更多相关文章： 同步辐射 原位 应力退火 回火 晶格各向异性

【摘要】：应力感生磁各向异性机理是一项备受关注的重要基础科学问题,因受限于静态观测技术,当前关于应力感生磁各向异性机理的认识还存在颇多争议。本文采用原位观测技术研究单辊快淬法制备的Fe73.sCu1Nb3Si13.5B9合金薄带(Fe基合金薄带)在应力作用下电流退火(电流应力退火)感生磁各向异性的动态过程。设计制作了原位监测Fe基合金薄带电流应力退火过程长度变化的装置,对薄带电流应力退火整个过程的伸缩量进行原位跟踪测量；设计制作了同步辐射原位监测装置,利用上海同步辐射光源(SSRF)BL15U——硬X射线微聚焦及应用光束线站对退火过程中薄带内部微观结构进行原位测量。采用HP4294A型阻抗分析仪测试感生的磁各向异性场。最后对应力退火感生磁各向异性机理进行分析探讨。研究结果如下：一、Fe基合金薄带在电流应力退火及回火过程的伸缩1.Fe基合金薄带经小应力(小于5MPa)退火长度收缩,磁各向异性场减小；经大应力(大于20MPa)退火长度伸长,磁各向异性场增大。2.Fe基合金薄带电流应力退火过程中,退火电流由0增加到2OA/mm2阶段,薄带伸长量与退火电流平方值呈线性关系,表现为热膨胀；退火电流大于20A/mm2时,薄带伸长量与退火电流平方值的关系偏离线性,表现为蠕变。3.由非晶薄带(样品a)电流应力退火感生的磁各向异性大于纳米晶薄带(样品b)电流应力退火感生的磁各向异性场。4.退火电流密度J≤20A/mm2时,样品a与样品b随退火电流增加的伸长量几乎相同,而J20A/mm2,样品a伸长量开始大于样品b,且随退火电流进一步增大,样品a与样品b随退火电流增加的伸长量差也进一步增大；在32.83A/mm2处保温2Omin,样品a伸长1771mm是样品b伸长量(0.4mm)的44.28倍；降温阶段样品a收缩0.93mm是样品b收缩量(0.61)的1.52倍。在445MPa应力作用下32.83A/mm2处保温20min退火处理降温回室温后,样品a的最终伸长量(18.52mm)是样品b伸长量(0.45mm)的41.16倍。5.样品a经445MPa,32.83A/mm2处保温20min退火后用32.83A/mm2回火处理80min后收缩0.62mm,退火伸长部分的收缩率仅为3.35%。样品b经445MPa,32.83A/mm2处保温20min退火后用32.83A/mm2回火处理20min后收缩0.16mm,退火伸长部分的收缩率达到35.56%,磁各向异性场减小了45%。二、电流应力退火过程同步辐射研究1.应力退火能够感生晶格各向异性,即平行应力作用方向(薄带轴向)的晶面间距dp与垂直应力作用方向的晶面间距dv有差异。经小应力(5MPa)32.83A/mm2退火的样品,在p和v两个方向的晶面间距没有明显差别,dp≈d,,经大应力(445MPa) 32.83A/mm2退火的样品,在p和v两个方向的晶面间距差Ad=0.01314A。2.样品b加应力445MPa,退火电流加到32.83A/mm2的升温过程,当退火电流J≤20A/mm2时,Ad≈0；当J20A/mm2时,随退火电流的升高Ad成指数变化。3.样品a加应力445MPa,退火电流加到32.83A/mm2的升温过程没有晶化峰的出现,当出现晶化峰时,△d=0.02566A,退火结束后卸载,△d=0.02159A。加应力25MPa进行回火,回火后Ad是退火结束后Ad的47.61%。4.样品b加应力445MPa,退火电流加到32.83A/mm2时△d=0.01314A,退火结束后卸载△d=0.01362A。加应力25MPa进行回火,回火后Ad是退火结束后Ad的64.61%。三、应力退火感生磁各向异性的机理应力退火过程中非晶基底蠕变产生的滞弹性引起晶格各向异性同时引起晶面间距各向异性并导致晶粒磁耦合各向异性。晶格各向异性和晶粒耦合各向异性,是应力退火感生磁各向异性的双因素。
【关键词】：同步辐射 原位 应力退火 回火 晶格各向异性
【学位授予单位】：浙江师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG156;TG139.8
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 铁基软磁合金12-17
• 1.2.1 软磁合金的历史12
• 1.2.2 Fe基软磁合金的研究历程12-13
• 1.2.3 Fe基软磁合金的晶化方法13-16
• 1.2.4 Fe基纳米晶合金的应力退火研究进展16-17
• 1.3 巨磁阻抗17-20
• 1.3.1 巨磁阻抗效应17-18
• 1.3.2 磁导体的阻抗18-20
• 1.4 同步辐射20-22
• 1.4.1 同步辐射历史背景20
• 1.4.2 第三代同步辐射光源(上海光源)20-21
• 1.4.3 同步辐射的特点21-22
• 1.5 论文的选题意义和创新点22-23
• 2 实验方法23-32
• 2.1 Fe_(7.35)Cu_1Nb_3Si_(13.5)B_9非晶薄带样品的制备23-26
• 2.1.1 单棍快淬法原理23-24
• 2.1.2 样品制备的具体步骤24-25
• 2.1.3 单棍快淬法工艺参数25-26
• 2.2 原位测电流应力退火过程薄带的伸长量26-28
• 2.2.1 电流应力退火原位测伸长量装置26-27
• 2.2.2 原位测伸长量过程27-28
• 2.3 同步辐射原位测量28-31
• 2.3.1 X射线衍射原理28-29
• 2.3.2 同步辐射观测电流应力退火过程29-30
• 2.3.3 X射线衍射图谱的处理30-31
• 2.4 磁各向异性的测量31-32
• 3 电流应力退火薄带伸长量及磁各向异性研究32-46
• 3.1 退火10min薄带的伸长量及磁各向异性32-36
• 3.1.1 50MPa应力不同电流密度退火的伸长量及磁各向异性32-34
• 3.1.2 100M化应力不同电流密度退火的伸长a及巧各向异性34-35
• 3.1.3 150MPa应力不同电流密度退火的伸长量及磁各向异性35-36
• 3.1.4 同一电流密度下不同应力的比较分析36
• 3.2 原位监测电流应力退火过程薄带伸长量36-42
• 3.2.1 样品a应力电流退火过程的伸长量37-38
• 3.2.2 样品b应力电流退火过程的伸长量38-40
• 3.2.3 样品a,b应力退火比较40-42
• 3.3 回火对合金薄带伸长量及磁各向异性的影响42-45
• 3.3.1 样品a退火后回火42-43
• 3.3.2 样品b退火后回火43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 4 同步辐射研究电流应力退火过程46-61
• 4.1 同步辐射原位观测退火过程46-50
• 4.1.1 薄带晶化过程46-48
• 4.1.2 晶面间距的变化48-49
• 4.1.3 晶格各向异性的发现49-50
• 4.2 样品b电流应力退火感生晶格各向异性的研究50-53
• 4.2.1 升温过程的晶格各向异性50-51
• 4.2.2 保温过程的晶格各向异性51-52
• 4.2.3 降温过程的晶格各向异性52-53
• 4.3 样品b回火对晶格各向异性的影响53-55
• 4.3.1 回火升温过程的晶格各向异性53-54
• 4.3.2 回火保温温过程的晶格各向异性54-55
• 4.3.3 回火降温过程的晶格各向异性55
• 4.4 样品a退火与回火过程的结构各向异性55-59
• 4.4.1 样品a退火过程结构各向异性55-57
• 4.4.2 样品a回火过程结构各向异性57-59
• 4.5 本章小结59-61
• 5 应力退火感生磁各向异性机理的讨论61-67
• 5.1 实验结果的讨论分析61-63
• 5.2 非晶相蠕变模型的建立63-65
• 5.3 实验现象的论证65-66
• 5.4 本章小结66-67
• 6 总结与展望67-68
• 参考文献68-73
• 致谢73-75
• 浙江师范大学学位论文诚信承诺书75

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王轶,姚可夫,翟桂东;块体纳米晶材料制备的研究进展[J];热加工工艺;2003年02期

2 陈成;吴金杰;李论;杨扬;;K荧光X射线辐射装置设计与模拟[J];中国测试;2015年09期

，

本文编号：576983