退火温度对复杂的渗透率的影响(Fe0.95Co0.05) 73.5 cu1nb3si13.5b9纳米晶非晶带gydF4y2Ba

Ratan Krishna Howlader Sujit咕ShilgydF4y2Ba^*gydF4y2Ba,Shibendra Shekher Sikder Dilip Kumar萨哈gydF4y2Ba

大学物理系,战争怎样惊人地扩大工程与技术、战争怎样惊人地扩大,孟加拉国gydF4y2Ba

*通讯作者:gydF4y2Ba: Sujit咕ShilgydF4y2Ba
物理系gydF4y2Ba
战争怎样惊人地扩大大学工程与技术gydF4y2Ba
战争怎样惊人地扩大、孟加拉国gydF4y2Ba
电话:gydF4y2Ba880 - 1921090502gydF4y2Ba
电子邮件:gydF4y2Basujitphy.kuet@gmail.comgydF4y2Ba

收到的日期gydF4y2Ba:18/10/2017;gydF4y2Ba接受日期:gydF4y2Ba06/11/2017;gydF4y2Ba发布日期gydF4y2Ba:12/11/2017gydF4y2Ba

DOI: 10.4172 / 2321 - 6212.1000202gydF4y2Ba

访问更多的相关文章gydF4y2Barayapp0

文摘gydF4y2Ba

FINEMET-like非晶带的成分(Fe0.95Co0.05) 73.5 cu1n b3Si13.5B9准备快速淬火方法在氩气氛(Ar)。合金退火控制方式在550到750°C的温度范围为30分钟。纳米晶体状态由x射线衍射(XRD)进行评估。退火温度范围(Ta)的粒度被发现9-26海里的范围。频率依赖的渗透率非晶和纳米晶体螺旋管形测量样本。低频初始渗透率最佳退火样品被发现5.8×103和品质因数的最高价值是发现在550°C样品退火;这也表明最佳热处理温度。gydF4y2Ba

关键字gydF4y2Ba

退火温度、晶粒尺寸、复杂的磁导率,相对质量的因素gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

在过去的几十年里,非晶态和最近的研究对纳米晶软磁合金的兴趣大大增加。软磁性材料面临要求高性能电子和配电系统的要求。减少的大小在纳米范围内,材料表现出有趣的属性包括物理、化学、磁场和电性质比较传统的粗粒度的同行。软磁性gydF4y2Ba纳米gydF4y2Ba材料有许多潜在的技术应用(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]。纳米晶体受到过他的软磁性材料于1988年首次报道et al。gydF4y2Ba12gydF4y2Ba通过控制结晶)gydF4y2BaFe-Si-BgydF4y2Ba非晶合金的铜(gydF4y2Ba铜gydF4y2Ba)和铌(gydF4y2Ba注gydF4y2Ba)。纳米晶体的发展gydF4y2BaFe-Si-B-Nb-CugydF4y2Ba合金,商业上称为FINEMET,建立了一个新的方法来开发软磁性材料。纳米晶体状态是通过后续热处理的铸无定形前兆主要结晶温度以上。可以找到优秀的软磁性纳米晶体材料gydF4y2BaFe-Si-BgydF4y2Ba非晶带包含gydF4y2Ba铜gydF4y2Ba和gydF4y2Ba注gydF4y2Ba。添加gydF4y2Ba铜gydF4y2Ba和gydF4y2Ba注gydF4y2Ba结果在一个超细晶粒结构的形成。本研究的主要目的是确定经验最佳退火温度,对应于最大渗透率、持之以恒的渗透率和最大频率范围的样本可以用作软磁性材料。gydF4y2Ba

材料和方法gydF4y2Ba

非晶态丝带组成(FegydF4y2Ba_{0.95gydF4y2Ba}有限公司gydF4y2Ba_{0.05gydF4y2Ba})gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba制备高纯度gydF4y2Ba菲gydF4y2Ba(99.9%),gydF4y2Ba有限公司gydF4y2Ba(99.9%),gydF4y2Ba注gydF4y2Ba(99.9%),gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba(99.9%),gydF4y2Ba铜gydF4y2Ba(99.9%)和gydF4y2BaBgydF4y2Ba(99.9%)。丝带是一个电弧炉生产的水冷铜炉由一个纯粹的基于“增大化现实”技术的氛围下辊熔体纺丝技术的中心gydF4y2Ba材料科学gydF4y2Ba越南,河内国立大学。车轮速度约为34米/秒。丝带是在真空热处理炉退火550,600,625,650,675,700、725和750°C分别为常数时间30分钟,然后冷却到室温。Amorphousity的丝带和纳米晶体gydF4y2Ba结构gydF4y2Ba已经观察到gydF4y2BaXRDgydF4y2Ba(飞利浦(PW 3040) X ' Pert PRO XRD)gydF4y2BaCu-KαgydF4y2Ba辐射。晶格参数(gydF4y2Ba_0gydF4y2Ba)计算方程gydF4y2Ba 图像gydF4y2Ba ,λ= 1.54178 CgydF4y2Ba_ugydF4y2Ba−KgydF4y2Ba_αgydF4y2Ba辐射。粒度(DgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba)所有退火样品的合金成分已经确定使用粉末方法(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。如果内容计算使用公式:gydF4y2Ba,其中X是。%如果nanograins。频率特性即初始渗透率环形线圈形状的样本的光谱测量使用阻抗分析仪(模型没有。6500 b)在室温下的频率范围1千赫至13兆赫。复磁导率的实部(μ)计算使用关系,μ”= L / Lo, L是样品的自身电感和Lo是相同的电感线圈的几何形状的真空。罗决定使用关系,Lo =μoNgydF4y2Ba^2gydF4y2BaS /πd,μgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba是自由空间的渗透性,gydF4y2BaNgydF4y2Ba这里是匝数(N = 10),横截面的面积是gydF4y2Ba 图像gydF4y2Ba m是丝带的重量,d和ρ是样品的平均直径和密度。复磁导率的虚部(μ)决心使用公式μ=μ'×d相对品质因数计算的损耗系数,tanδ(tanδ=μ" /μμ′)使用关系′Q =μ′/ tanδ。gydF4y2Ba

结果与讨论gydF4y2Ba

XRDgydF4y2Ba

XRD谱的铸态与退火550到750°C 30分钟了gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。一个广泛的峰值在2θ= 45°铸的样本证实了无定形状态。XRD模式显然表明bcc的形成α-FeCo (Si)gydF4y2Ba阶段gydF4y2Ba在TgydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}= 550°C以上的外观(110),(200)和(211)基本的衍射峰。随着TgydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}(110)峰变得尖锐这意味着谷物越来越大。从gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba也观察到,在(110)峰之前,小峰的另一个衍射线在2θ≈44°出现在样品退火700到750°C。这种衍射峰与铁gydF4y2Ba_23gydF4y2BaBgydF4y2Ba_6gydF4y2Ba硼化阶段(阶段)。gydF4y2Ba

图1:gydF4y2BaXRD (Fe的模式gydF4y2Ba_{0.95gydF4y2Ba}有限公司gydF4y2Ba_{0.05gydF4y2Ba})gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba合金铸和在不同温度下退火30分钟。gydF4y2Ba

这是因为,随着Ta Si的扩散到α-FeCo空间点阵增加,因此增加的形成α-FeCo nanograin (Si)。在更高的TgydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba},如果扩散nanograins由于再结晶形成相应的硼化阶段与其他FINEMET[的结果一致gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。XRD谱中缺乏硼化阶段可能是由于铁的非常小的体积分数gydF4y2Ba_23gydF4y2BaBgydF4y2Ba_6gydF4y2Ba。gydF4y2Ba图2gydF4y2Ba显示了D的变化gydF4y2Ba_ggydF4y2Ba和Tα-FeCo (Si)的阶段gydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}。增强的维gydF4y2Ba_ggydF4y2Ba和TgydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}符合报告结果(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]。θ的所有结果,差值,应用gydF4y2Ba_0gydF4y2BaDgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba硅含量和XRD分析中列出gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

图2:gydF4y2Ba晶粒尺寸的变化(Fe的退火温度gydF4y2Ba_{0.95gydF4y2Ba}有限公司gydF4y2Ba_{0.05gydF4y2Ba})gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba合金。gydF4y2Ba

表1。gydF4y2Baθ值的差值,a0,应用,硅含量和Dg对Ta (FegydF4y2Ba_{0.95gydF4y2Ba}有限公司gydF4y2Ba_{0.05gydF4y2Ba})gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba合金。gydF4y2Ba

助教(°C)gydF4y2Ba	θ(程度)gydF4y2Ba	d(一个)gydF4y2Ba	(一)gydF4y2Ba	应用gydF4y2Ba	Si (%)gydF4y2Ba	Dg (nm)gydF4y2Ba
550年gydF4y2Ba	22.6188gydF4y2Ba	2.0044gydF4y2Ba	2.8347gydF4y2Ba	0.93gydF4y2Ba	21.14gydF4y2Ba	9gydF4y2Ba
600年gydF4y2Ba	22.6343gydF4y2Ba	2.0031gydF4y2Ba	2.8328gydF4y2Ba	0.83gydF4y2Ba	22gydF4y2Ba	10gydF4y2Ba
625年gydF4y2Ba	22.6438gydF4y2Ba	2.0023gydF4y2Ba	2.8317gydF4y2Ba	0.81gydF4y2Ba	22.5gydF4y2Ba	10gydF4y2Ba
650年gydF4y2Ba	22.6355gydF4y2Ba	2.0030gydF4y2Ba	2.8327gydF4y2Ba	0.75gydF4y2Ba	22.05gydF4y2Ba	11gydF4y2Ba
675年gydF4y2Ba	22.6021gydF4y2Ba	2.0058gydF4y2Ba	2.8367gydF4y2Ba	0.69gydF4y2Ba	20.23gydF4y2Ba	13gydF4y2Ba
700年gydF4y2Ba	22.5701gydF4y2Ba	2.0085gydF4y2Ba	2.8404gydF4y2Ba	0.45gydF4y2Ba	18.55gydF4y2Ba	19gydF4y2Ba
725年gydF4y2Ba	22.5145gydF4y2Ba	2.0132gydF4y2Ba	2.8471gydF4y2Ba	0.41gydF4y2Ba	15.5gydF4y2Ba	22gydF4y2Ba
750年gydF4y2Ba	22.4791gydF4y2Ba	2.0162gydF4y2Ba	2.8514gydF4y2Ba	0.33gydF4y2Ba	13.55gydF4y2Ba	26gydF4y2Ba

复磁导率gydF4y2Ba

图3gydF4y2Ba显示的频率依赖μ/铸的和样品退火温度550 - 700°C常数退火时间30分钟。从图可以看出μ的低频值/ T的增加而增加gydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}在550°C和达到最大值。急剧增加的μ/由于结晶gydF4y2Baα-FeCo (Si)gydF4y2Ba阶段。当Ta高于550°C,μ/迅速减少。在更高的助教,μ/的减少可能是由于gydF4y2Ba压力gydF4y2Ba发达的无定形基质微晶成长。新增加的微晶作为固定中心域壁的固定和为他们创造了障碍物流动导致减少μ/。硼化的发展阶段和非磁性fcc阶段包括gydF4y2Ba铜gydF4y2Ba集群导致磁晶各向异性的高价值的增加,由于磁硬化的发生(gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。曲线的一般特点是μ/保持相对稳定的条件下某种临界频率特征是共振的发生与损失组件。在关键频率,μ/迅速下降。gydF4y2Ba

频率依赖复杂的初始磁导率的虚部(μ/ /)在不同温度下退火恒定退火时间30分钟所示gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba。这些结果非常互补的结果真正复杂的一部分gydF4y2Ba磁导率gydF4y2Ba的样本。在临界频率μ/ /频率增加而增加。μ的高价值/ /样本对应于高损耗系数如图所示gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba。损耗系数的起源可以归因于不同域的影响(gydF4y2Ba17gydF4y2Ba),其中包括非均匀和非重复性的畴壁运动,畴壁鞠躬,通量密度和成核的局部变化和域壁的毁灭。gydF4y2Ba

图3:gydF4y2Ba频率依赖复杂的初始磁导率实部(FegydF4y2Ba_{0.95gydF4y2Ba}有限公司gydF4y2Ba_{0.05gydF4y2Ba})gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba合金铸的和在不同温度下退火。gydF4y2Ba

图4:gydF4y2Ba频率依赖复磁导率的虚部(FegydF4y2Ba_{0.95gydF4y2Ba}有限公司gydF4y2Ba_{0.05gydF4y2Ba})gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba合金在不同温度退火。gydF4y2Ba

相对质量的因素gydF4y2Ba

的频率依赖性相对品质因数(μ/ Q)的示例显示了在不同温度下退火gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba。从图可以看出μ/ Q最初上涨增加频率,达到一个峰值。超出了峰值,μ/ Q是发现减少。它也发现,μ/ Q T的增加而增加gydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}550°C和Taμ/ Q减少水平进一步提高。在高频,渗透通量低,结果损失主要是由颗粒间相互作用控制合金,但在非常低的频率损失由磁滞损耗控制。μ/ Q的减少和增加助教在550°C是由于增加的DggydF4y2Ba降水gydF4y2Ba铁硼化的gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。非常小的百分比的降水粒子增加了高频损失。最高的μ值/ Q是发现样品退火在550°C,这也表明最佳热处理温度。从所有曲线,指出高的μ值/ Q一般位于10千赫至100 kHz的频率范围。因此应用领域可能选择的频率范围。gydF4y2Ba

图5:gydF4y2Ba频率的依赖关系(Fe的相对质量的因素gydF4y2Ba_{0.95gydF4y2Ba}有限公司gydF4y2Ba_{0.05gydF4y2Ba})gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba合金在不同温度退火。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

纳米晶体无定形FINEMET的丝带gydF4y2Ba家庭gydF4y2Ba名义组成(FegydF4y2Ba_{0.95gydF4y2Ba}有限公司gydF4y2Ba_{0.05gydF4y2Ba})gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba研究了。铸态非晶带的无定形状态通过XRD已经确认。的进化nanocrystallitesα-FeCo (Si)和TgydF4y2Ba_{一个gydF4y2Ba}已确认的基本的衍射峰。样品的粒度被发现从9到26海里。的最大μ/观察到样品退火在550°C。急剧增加的μ/在这个温度的形成是由于nanometricα-FeCo (Si)粮食。最高的μ值/ Q示例退火达到550°C的频率范围10千赫至100千赫。550°C是最合适的热处理温度从应用程序的观点对于目前合金软磁材料。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

我们感谢孟加拉科学与工业研究理事会(BCSIR)和材料科学部门,原子能中心,达卡(AECD)给实验设施和友好合作。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

Kulik T, et al。关联结构和磁性非晶和纳米晶体的铁gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{22.5gydF4y2Ba}-xBx合金。板牙1994;J增效增效133:310 - 313。gydF4y2Ba
米格尔C, et al . Magnetoimpedance退火铁的压力和/或字段gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{15.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_7gydF4y2Ba非晶和纳米晶体丝带。J板牙粉剂增效2003;254 - 255:463 - 465。gydF4y2Ba
陈朱J和z铁的表面化学改性研究gydF4y2Ba_{71.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2BaVgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba非晶态合金带及其压磁效应。板牙2016;J增效增效419:451 - 455。gydF4y2Ba
Yapi Liu et al .微观结构和磁性非晶和纳米晶合金的软磁核心。板牙2013;J增效增效330:119 - 133。gydF4y2Ba
Trilochan Sahoo,等。改善magnetoimpedance nanocrystallization无定形铁的力学性能gydF4y2Ba_{68.5gydF4y2Ba}如果gydF4y2Ba_{18.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2BaBgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba丝带。板牙J增效增效2013;343:13-20。gydF4y2Ba
帕萨卡,等。基于Co-Fe-Nb-Si-B丝带的磁阻抗行为。板牙2010;J增效增效322:1026 - 1031。gydF4y2Ba
侯赛因可形成纳米结构铁的发展gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba从非晶态合金在热处理。世界J纳米Sci Eng 5:107 2015; - 114。gydF4y2Ba
凯恩SN, et al。在铁淬火速率对结晶的影响gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba合金。J板牙粉剂增效2000;215 - 216:372 - 374。gydF4y2Ba
El Ghannami M, et al .制备条件对铁的磁特性和电阻率gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba纳米晶体合金。板牙1994;J增效增效133:314 - 316。gydF4y2Ba
Mondal SP, et al。退火条件对纳米晶体的影响,超软磁性铁gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba合金。J板牙Sci抛光工艺2012;28:21-26。gydF4y2Ba
Hassiak M, et al .冷却速率对磁性的影响非晶和纳米晶体的铁gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2BaSi1gydF4y2Ba_3.5gydF4y2BaBgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba合金。J板牙粉剂增效2000;215 - 216:410 - 412。gydF4y2Ba
吉泽章Y, et al。新Fe-based软磁合金组成的超细粒结构。J: 1988; 64:6044 - 6046。gydF4y2Ba
Cullity BD。x射线衍射的元素。韦斯利,伦敦1959年;262年。gydF4y2Ba
佛朗哥V, et al。磁各向异性的变化分布在铁的构造演化gydF4y2Ba_{76年gydF4y2Ba}如果gydF4y2Ba_{10.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9.5gydF4y2Ba铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba。板牙1998;J增效增效185:353 - 359。gydF4y2Ba
Mondal SP, et al。关联结构和磁性非晶和纳米晶体的铁gydF4y2Ba_{74年gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_0.5gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba合金。J孟加拉国家科学2011;35:187 - 195。gydF4y2Ba
哈立德侯赛因博士等。研究以及软磁性铁的表征gydF4y2Ba_{73.5gydF4y2Ba}铜gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba注gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_{13.5gydF4y2Ba}BgydF4y2Ba_9gydF4y2Ba磁丝带由快速淬火方法。板牙Sci: 2015; 06:1089 - 1099。gydF4y2Ba
菲利普斯佤邦。隧道在非晶态固体。J低温phy 1972; 7:351 - 360。gydF4y2Ba