论文部分内容阅读
本论文的主要工作是研究 Fe基非晶态合金的磁性能，主要包含以下两部分工作： 第一部分工作中，通过Fluxing技术和J-quenching技术相结合的方法成功制备出Fe80-xMoxP14B6(x=3,6,9 at.%)块体非晶态合金棒状合金。讨论了Mo元素对FeMoPB体系磁性能，玻璃化形成能力，热力学稳定性及机械性能的影响。结果表明，FeMoPB块体非晶态合金具有优异的软磁性能，其中Fe77Mo3P14B6室温下的饱和磁化强度达到1.27 T。适量Mo替换Fe能够增大Fe80P14B6合金的玻璃化形成能力，当x=6时的玻璃化形成能力最大，其临界尺寸达到3 mm。压缩测试结果显示，适量的Mo替换Fe能够增强FeMoPB块体非晶态合金的机械性能，其中Fe74Mo6P14B6的压缩强度达到3.6 GPa，同时压缩塑性达到24%。 第二部分工作中，我们研究了Ni和Co置换Fe80P13C7非晶态合金的中的Fe对其磁性能的影响。实验结果表明，Fe80-xNixP13C7(x=0,5,10,15,20,30 at.%)块体非晶态合金中，随着Ni含量的增加，合金中磁性原子的平均原子磁矩逐渐减小。而在Fe80-xCoxP13C7(x=0,5,10,15,20 at.%)块体非晶态合金中，随着Co含量的增加，合金中磁性原子的平均原子磁矩先增大后减小，展现了从弱铁磁性向强铁磁性的转变。基于磁价带理论，我们能够成功解释 Fe80-xNixP13C7和Fe80-xCoxP13C7这两个块体非晶态合金中磁性原子的平均磁价与合金成分的关系。XPS价带能谱测试结果显示，对于Fe80-xNixP13C7块体非晶态合金，随着Ni替换Fe的量增加，主峰向高结合能处偏移，这可能反映了体系从弱铁磁性向强铁磁性的转变，这一结果支持刚带模型和电荷转移模型。然而，对于 Fe80-xCoxP13C7块体非晶态合金中，XPS价带能谱中主峰的位置则没有明显变化，这可能因为测试的精确度达不到或者是体系价电子的变化不明显导致的。为了进一步解释Fe80-xNixP13C7和 Fe80-xCoxP13C7这两个非晶态合金体系的饱和磁化强度随成分的变化，我们进行了第一性原理分子动力学模拟计算。结果表明，随着Ni、Co含量的增加，两个非晶态合金的总态密度函数图像基本保持不变，并且一直是弱铁磁性，不存在弱铁磁性与强铁磁性的转变，也不支持电荷转移模型，这些与实验结果推断不相符合，表明目前的模拟计算可能存在问题，需要进一步的研究。