Fe90Zr7B3在空气中的动力学行为研究及性能的变化

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铁基非晶态合金与传统晶体材料相比,因具有优良的软磁性能、极高的强度、硬度以及优异的物理化学性能作为一种新型材料而倍受人们的关注。铁基金属玻璃应用广泛,可以被用作微电子线圈和软磁管。为了在不同温度下使用铁基非晶态合金,对氧化行为的研究显得十分必要。一些学者已经开始了对铁基非晶合金氧化行为的研究。我们对条带进行了表面的轻微氧化处理,以模拟和讨论实际使用过程中氧化带来的变化。本论文主要工作包括五个方面: l、利用单辊技术制备了铁基非晶态合金Fe90Zr7B3条带,分别用X射线衍射(XRD)、差热量分析仪(DSC)和热重分析仪(TG)研究了合金的相结构、热量和重量变化。借助X射线衍射分析证实为非晶态结构,DSC测试分析表明非晶态合金的晶化温度Tx为512.8℃;2、在不同的加热速率下测量了非晶态合金Fe90Zr7B3在空气中的氧化曲线,测试表明合金的开始氧化温度Tonset为637.8℃,并利用Kissinger方程计算得到了合金的活化能,其值为483 kJ/mol;3、在空气条件下,T=600℃时,样品的质量开始明显增加。从室温到1100℃,样品的质量增重有三个明显的阶段。这三个明显的增重阶段与合金的组成元素及其质量含量有关,并了解了合金在整个过程中的氧化分数;4、利用X射线衍射(XRD)分析了非晶态合金Fe90Zr7B3在空气中不同温度下短期氧化后的物相结构,并讨论了短期氧化后样品与原始样品热重曲线的区别;5、选择在玻璃化温度Tg附近的不同温度等温处理相同时间和在同一温度对样品进行不同时间氧化处理后,测量了样品的磁性能。测试结果表明原样品具有良好的软磁性能,在低于玻璃化温度短期热处理或低温较长时间热处理后,合金的磁性能相对变化较小,在450℃氧化15 min后合金的磁滞回线发生了改变。讨论了合金随着氧化温度的提高和氧化时间的增长磁性能的变化趋势。氧化处理提高了合金的比饱和磁化强度σs,但同时比剩余磁化强度σr和矫顽力的值也变大了。
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