Fe-Co-Hf-B-Cu非晶合金的低頻磁脈沖處理效應(yīng)及其正電子湮沒技術(shù)研究.pdf

1、HITPERM型軟磁合金Fe(Co)-M-B-Cu（M=Nb、Zr、Hf等），由于結(jié)構(gòu)的特殊性使得其具有優(yōu)異的高溫軟磁性能，最有希望用于第二代電動(dòng)航天飛機(jī)(MEA)和其它高溫應(yīng)用領(lǐng)域。本文采用X射線衍射、穆斯堡爾譜、正電子湮沒壽命譜、透射電子顯微鏡以及差熱分析等實(shí)驗(yàn)手段，重點(diǎn)對(duì)(Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1(x=0.4)非晶合金在低頻磁脈沖處理前后的微結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)缺陷及磁學(xué)性能等方面進(jìn)行了研究。
　　穆斯堡爾譜、透射電子顯

2、微鏡的檢測(cè)結(jié)果表明，低頻磁脈沖處理可實(shí)現(xiàn)非晶合金(Fe1-xCox)86Hf7B6Cu1(x=0.4)的單相納米晶化，析出的晶化相為α-Fe(Co)，納米晶的平均尺寸為10～15nm，且彌散分布于剩余非晶基體相之中，構(gòu)成所謂的納米晶雙相合金。在不同的低頻磁脈沖處理?xiàng)l件下，合金的晶化量在1.169％～13.272％這一范圍內(nèi)發(fā)生變化。經(jīng)低頻磁脈沖處理后，所得納米晶雙相合金的超精細(xì)磁場(chǎng)主要來自三個(gè)方面所產(chǎn)生的貢獻(xiàn)，即晶化相、界面以及剩余非晶

3、相。在不同的低頻磁脈沖處理?xiàng)l件下，納米晶雙相合金的平均超精細(xì)磁場(chǎng)均較淬態(tài)時(shí)的286.17kOe略有降低，晶化相所對(duì)應(yīng)的超精細(xì)磁場(chǎng)均在330kOe左右，剩余非晶相的超精細(xì)磁場(chǎng)較淬態(tài)非晶有明顯的降低。
　　經(jīng)低頻磁脈沖處理后，所得納米晶雙相合金的X射線衍射曲線同淬態(tài)時(shí)的基本一致，即均表現(xiàn)為一漫散的衍射峰，這可能是由于X射線衍射的分辨本領(lǐng)（或靈敏度）相對(duì)較低，雙相合金中少量的納米晶不容易被其檢測(cè)出來，這在材料微結(jié)構(gòu)的深入研究中表現(xiàn)出一定

4、的局限性。經(jīng)不同條件的低頻磁脈沖處理后，試樣的激活能均較淬態(tài)時(shí)的280.9kJ/mol有所降低，表明納米晶雙相合金的熱穩(wěn)定性均相對(duì)于淬態(tài)時(shí)略有下降。
　　正電子湮沒壽命譜采用快—快符合ORTEC系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，壽命譜儀的時(shí)間分辨率約為240ps，將所測(cè)得的壽命譜分解為3個(gè)指數(shù)衰減成分進(jìn)行自由擬合解譜，得到正電子湮沒壽命τi以及與之相對(duì)應(yīng)的湮沒強(qiáng)度Ii(i=1、2、3)。研究結(jié)果表明，經(jīng)不同條件下的低頻磁脈沖處理后，合金的各正電子湮沒

5、壽命值τi總體上均呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，各壽命成分所對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度Ii亦發(fā)生較小幅度的波動(dòng)。這意味著在低頻磁脈沖處理的過程中，原子磁矩在脈沖磁場(chǎng)的作用下發(fā)生磁化/去磁的往復(fù)變化，引起原子的磁致伸縮周期振動(dòng)和短程遷移，F(xiàn)e、Co磁性原子的聚集形成納米晶，從而導(dǎo)致合金的結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生弛豫，不同類型的缺陷不斷發(fā)生湮滅、復(fù)合以及擴(kuò)散等變化。另外，在低頻磁脈沖處理的過程中，部分非磁性原子（如B、Hf等）也將伴隨著磁性原子的遷移而發(fā)生遷移，這也導(dǎo)致合金微結(jié)構(gòu)