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汪汝武 等 ：V替代 Nb对 FINEMET非晶合金结晶动力学的影响 V替代 Nb对 FINEMET非晶合金结晶动力学的影响 汪汝武 ～，刘 静 。，徐勇攀。，甘章华。，卢志红。，李云宝 ，王登京 ，袁 洁 (1．湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室一省部共建国家重点实验室培育基地 ，湖北 武汉 430081； 2．冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室 ，湖北 武汉 430081； 3．武汉科技大学 材料与冶金学院，湖北 武汉 430081) 摘 要i 利用标准的单辊甩带技术在大气环境下制 磁致伸缩系数为负 ，晶化后材料 中非 晶相和 —Fe(Si) 备了Fe Si13_B。CuNb3--xV (z一1，2)非晶条带。利 相恰当的体积配 比导致其饱和磁致伸缩 系数接近于 用非等温 DSC测量研 究了非 晶条带的初始结晶动力 0；(2)是由于超细 晶粒之间的结合作用形成 良好 的软 学行为。采用 Kissinger方法计算 了非晶条带的初始 磁性能E2-53。 结 晶激 活 能，其 数 值 分 别是 302kJ／mol(z一 1)和 由于结晶过程与非晶合金和纳米晶材料的性能之 364kJ／mol(Lz一2)。Avrami因子 ，2的计算结果分别为 间存在直接的关系，所以研究其结晶动力学对于该材 2．35(z一1)和 1．61(35一2)，Avrami因子 的计 算结果 料的发展是非常重要 的。通 常利用 Johnson—Mehl— 表 明，非晶条带非等温初 始结晶的机理为扩散控制 的 Avrami模型对 FINEMET非晶合金 的结晶动力学进 低维生长，且其形核率不断降低 。在 793、823和 853K 行研究 ]，利用该模型可以计算出其结晶激活能 E 以 下分别对非晶条带进行真空等温退火 1h，从而在非 晶 及动力学参数 Avrami因子 ，根据 ”的数值可以进一 基体中形成纳米 晶相。XRD 分析结果表 明，823和 步确定出非 晶合金 的结 晶机理 。虽然，自FINEMET 853K下真空等温退火 1h后 ，z=1和 2非晶条带中析 合金发现以来人们研究了各种替代元素对其非晶合金 出的a—Fe(Si)相 的平均 晶粒尺寸分别为 12．8、l4．0、 结晶动力学的影响E7la]，但是有关 V 替代 Nb对其非 13．3和 14．2nm 。 晶合金结晶动力学研究的报道仍然 比较少。本文采用 关键词 ： Finemet；纳米晶材料 ；结晶动力学 V部分 替代 FINEMET合金 中的 Nb元素，制备 了 中图分类号 ： TM27l ．2 文献标识码 ：A Fe Si5B9CuNb3…V (一1，2)非 晶条带 ，通过非 文章编号：1001-9731(20l0)12—2109—04 等温 DSC测量并根据 JMA非等温模型的相关方程 ， 得出了其结 晶激活能 E 和动力学参数 Avrami因子 1 引 言 ；v／，在此基础上，利用 XRD测量 ，计算 了Fe Si 1988年 日本的Yoshizawa等人首先发现 ，在 Fe— B。CuNb。…V (一1，2)非 晶条带真空等温退火后的 si—B非晶合金 的基体 中加入少量 Cu和 M (M—Nb、 平均晶粒尺寸。 Ta、Mo、W 等)，经适 当的温度晶化退火 以后 ，可获得 一 种性能优异 的具有 bcc结构 的超细晶粒 (D 约 10 2 实 验 nm)软磁合金 ]。这时材料磁性能不仅不恶化 ，反而 Fe3I5Si B9CuNb。…V (z===1，2)母合金采用非 非常优 良，其初始磁导率 可达 1O数量级 ，这种非晶 自耗型真空电弧炉在高纯氩气氛下进行熔炼 ，熔炼 3 合金经过特殊的晶化退火而形成的晶态材料称为纳米 遍 以确保成分的均匀性。采用单辊熔体快淬法在空气 晶合金 ，其典型成份为 Fe Cu