退火溫度對423fe40ni40p14b6合金磁導率的影響

初始磁強是結構的敏感變量，受許多因素的影響。因此，在理論上，很難預測加熱過程中初磁強的變化規(guī)律，只能通過實驗方法進行研究。另一方面，初磁強it曲線具有豐富的內涵。不僅確定了鐵磁材料的工作時間，還確定了其形狀對應于軟磁材料的相結合。為了形成納米晶體結構的fecumsib（m.nb、v.mo），進行了大量研究，發(fā)現it曲線的形狀與傳統(tǒng)的軟磁性材料非常不同。首先，當溫度高于晶化溫度時，為了實現所謂的“納米晶化”，擴散了非晶相的鋒利峰值。其次，如果it曲線上的銀行峰消失，這兩個特征是在軟磁性晶體和金屬磁合金中首次觀察到的。是否可以形成納米晶體結構的其他系列非晶磁合金屬銀器的特征。其次，它是否可以形成納米晶體結構的非晶磁合金屬絲。fe40ni40p14b6是一個非常典型的非晶磁合金屬絲，無法形成納米晶界?，F在，許多人研究了它的磁導率和溫度之間的關系。在這項工作中，我們研究了磁導率與溫度的關系。1x射線衍射法使用(自制的)單輥熔體急冷法設備制備出Fe40Ni40P14B6(原子百分比)寬度為10mm、厚度約為35μm的非晶合金薄帶.將非晶薄帶卷成外徑為20mm、內徑為16mm的圓環(huán),在氬氣保護下在(200～450℃)不同溫度等溫退火1h后空冷至室溫.用日本理學D/Mar-2400型X射線衍射儀衍射測定非晶合金的結構.然后測量交流初始磁導率μi隨溫度的變化(即μi～T曲線),升溫速度約為10℃/min.根據伏安法原理在自行設計的高靈敏度裝置上測定非晶合金的μi～T曲線,交流電流頻率為f=50Hz,磁場強度為H=0.2～1.6A/m.2非晶合金晶化過程的變化在200℃退火1h后,Fe40Ni40P14B6合金的μi很低,且在室溫至200℃的升溫過程中仍然保持不變(圖1a),這表明,在淬態(tài)非晶合金中較大內應力尚未消除;超過220℃后繼續(xù)升溫,μi迅速上升,約在230℃出現尖銳的峰值(峰值對應的磁導率達23000),然后迅速下降達到零,即出現所謂的Hopkinson效應.這種尖銳的Hopkinson峰是在鐵磁材料的溫度逐漸達到居里溫度的升溫過程中,其磁致伸縮和各向異性比飽和磁化強度下降得更快所致,并被用于測定軟磁材料的居里溫度.該非晶合金250℃等溫退火1h后,其μi～T曲線在230℃也出現了尖銳Hopkinson峰(峰值對應的磁導率達38000)(圖1b),與圖1a不同的是,在室溫至200℃的升溫過程中,μi近似直線緩慢上升,這可能是磁致伸縮或各向異性隨著溫度的升高而降低引起的.由于淬態(tài)非晶合金大部分內應力的消除,初始磁導率逐漸提高,在這一溫度區(qū)間退火后,合金的μi～T曲線上仍出現了尖銳的Hopkinson峰,但峰的位置隨退火溫度的提高明顯向高溫方向移動(即居里溫度隨退火溫度的提高向高溫方向移動),這種變化反映了非晶合金的結構弛豫(圖2).值得注意的是,除了尖銳的Hopkinson峰外,加熱到150℃時,出現了磁導率的另一個峰值,這個峰值隨著退火溫度的提高或磁場的減弱,逐漸明顯.這可能也與非晶合金的結構弛豫有關.另外,在從室溫到150℃的升溫過程中,μi近似直線增加,用最小二乘法擬合圖2a和2b中的插圖(用T表示溫度)可分別得到μi=-505.15+176.82T及μi=15243+41.2T.圖2d的特點是:(1)在室溫至400℃的升溫過程中μi基本不變化,約為200.較低的磁導率表明非晶合金的結構發(fā)生了變化.Fe40Ni40P14B6非晶合金的DSC曲線表明,該非晶合金的晶化溫度為423℃.當退火溫度高于450℃時,非晶合金已經晶化.較低的磁導率說明,晶化后析出的晶體相可能具有較大的磁晶各向異性.(2)在400℃以上μi隨著溫度的升高而快速增大,這可能是晶體相的磁晶各向異性在400℃以上逐漸下降引起的.類似的現象也出現在非晶Fe38Ni38Si8B16合金在530℃以上退火(DSC曲線表明非晶Fe38Ni38Si8B16合金的晶化溫度為495℃)后測定的μi～T曲線.這類合金晶化后主要形成了Ni3Fe晶體相(X射線衍射圖略),其居里溫度在600℃以上.可以推測,溫度高于612℃時μi將下降,因為晶化后形成的Ni-Fe相的最高居里溫度不超過612℃.能形成納米晶結構的非晶合金在實現納米晶化后,其μi～T曲線的特征是“表征非晶相居里點的尖銳Hopkinson峰消失以及高于非晶相居里溫度時,磁導率隨溫度升高緩慢下降的長尾特征”.但是,不能形成納米晶結構的非晶合金晶化后不具有這樣的特征(圖2d).軟磁材料在弱磁場下的磁導率與溫度的關系不同于在強磁場下飽和磁化強度與溫度的關系(Ms～T曲線).μi～T曲線能靈敏地反映出材料結構的變化,不同形狀的μi～T曲線對應不同的相結構.Fe40Ni40P14B6非晶合金在200～400℃退火后μi～T曲線出現尖銳的Hopkinson峰就是一個例證.根據這一特征可以判斷,在這一溫度區(qū)間退火,合金仍為非晶結構,因為在450℃退火后μi～T曲線上尖銳的Hopkinson峰消失.用X射線衍射分析或通過DSC曲線分析很容易證明450℃退火后非晶合金已經晶化.另一方面,μi～T曲線的形狀受飽和磁化強度Ms隨溫度變化的影響,但比Ms～T曲線復雜.Fe40Ni40P14B6非晶合金在不同溫度退火后出現了兩種類型的μi～T曲線,即對應非晶狀態(tài)、具有尖銳Hopkinson峰的μi～T曲線和晶化后磁導率很低的μi～T曲線.即使是非晶狀態(tài)的μi～T曲線,其μi隨T的變化也不同,如350℃退火后測定的μi～T曲線(圖2b)明顯不同于200～300℃退火的μi～T曲線.μi值不僅受Ms的影響,而且與材料的磁各向異性K及磁致伸縮λs有關,可近似表示為[],其中σ為材料受到的應力,α和β為常數.通常,Ms隨著溫度的升高而緩慢下降,而K或λs隨溫度的升高往往下降較快.對于非晶薄帶,有時測定K或λs隨著溫度的變化較為困難,可以通過測定μi與T的關系間接判斷K或λs隨著溫度的變化趨勢.例如圖2b所示的μi～T曲線,在室溫至150℃的升溫過程中,明顯增大,而Ms在這一溫升過程中只能下降,因此可以推斷非晶合金的K或λs(或兩者)在這一溫升過程中以較快速度下降.3非晶合金的it分析在200～400℃范圍內退火后Fe40Ni40P14B6非晶合金的μi～T曲線出現了尖銳的Hopkinson峰,與其非晶結構相對應.尖銳Hopkinson峰所對應的非晶相居里溫度Tc隨著退火溫度的升高而移向高溫,反映了非晶合金的結構弛豫.在350～400℃退火后Fe40Ni40P14B6非晶合金的μi～T曲線中除了出現尖銳Hopkinson峰外,在低于TC的溫度范圍出現了μi的另一個寬峰,峰值對應的溫度約150℃,在室溫至150℃范圍內μi與溫度近似直線關系.Fe40Ni40P14B6非晶合金在450℃退火后,μi～T曲線上對應非晶相