保护气氛中氧对Fe-Si-B-P合金非晶形成能力促进作用的机理研究及对软磁性能的影响

项目名称： 保护气氛中氧对Fe-Si-B-P合金非晶形成能力促进作用的机理研究及对软磁性能的影响

项目编号： No.51201174

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 金属材料学科

项目作者： 常春涛

作者单位： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 在合金的熔炼和非晶合金的制备过程中，环境气氛中的氧易与合金中的某些元素结合形成氧化物，这些氧化物作为非均匀形核的质点将极大降低非晶合金的非晶形成能力，因此，高纯原料、超高真空度铸造、Fluxing提纯等手段在块体非晶合金制备的过程中被广泛使用。我们在研究Fe-Si-B-P合金的非晶形成能力的过程中发现使用氧气作为保护气氛可以有效提高合金的非晶形成能力，制备出的非晶合金具有优异的软磁性能。本项目拟从热力学、晶化动力学和微结构等方面阐明保护气氛中的氧对Fe-Si-B-P合金非晶形成能力促进作用的影响机制，为氧对该合金系非晶形成能力的"正作用"提供理论依据；结合保护气氛中的氧对Fe-Si-B-P非晶合金磁性能影响的研究，使环境气氛中通常被认为的有害元素"氧"成为制备高饱和磁感应强度铁基块体非晶合金的有效手段之一。

中文关键词： 非晶形成能力；软磁性能；气氛；高饱和磁感应强度；

英文摘要： An unusual dependence of glass-forming ability (GFA) on casting atmosphere species is observed for Fe-Si-B-P glassy alloy system, the critical diameter of Fe-Si-B-P glassy alloy system is successfully improved from 1 mm to 3 mm by only replacing argon with oxygen as the casting atmosphere. In addition, the glassy alloy exhibits excellent soft magnetic properties i.e., high saturation magnetization of 1.51 T and low coercivity of about 1.6 A/m, regardless of the applied casting atmosphere. Although the underlying reasons for such beneficial effect of oxygen in casting atmosphere are still unclear, we consider that the results provide a novel method to improve the GFA of Fe-Si-B-P glassy alloys without alloying any elements, which is very important for Fe-Si-B-P glassy alloys to simultaneously achieve higher saturation magnetization, enhanced GFA and excellent soft magnetic properties.

英文关键词： Glass-forming ability；soft magnetic property；atmosphere；high saturation magnetization；