李永飞
,
王英敏
,
耿遥祥
,
王传龙
,
韩凯明
,
羌建兵
,
高晓霞
,
米少波
,
王清
,
董闯
,
孙继忠
中国有色金属学报
采用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)和电子显微镜研究Ni 60 Nb 40和Ni 40 Nb 60快淬非晶的晶化行为。结果表明，在10 K/min加热速率下采用差热分析测得Ni60Nb40和Ni40Nb60的非晶初始晶化温度分别为913和917 K，且两种非晶样品在低于各自初始晶化温度退火时均发生了晶化。其中，Ni60Nb40样品经763 K退火48 h后仍保持非晶态，而经873 K退火1 h后，则析出面心立方纳米晶颗粒；对于Ni40Nb60非晶合金，在763 K温度下退火48 h就发生晶化，析出面心立方纳米相。晶化样品中均发生明显的成分偏聚现象。结合金属玻璃中的微结构与动力学不均匀性以及β弛豫过程，初步探讨Ni 60 Nb 40和Ni 40 Nb 60快淬非晶相关低温纳米晶化行为的内在机制。
关键词:
Ni 60 Nb 40
,
Ni 40 Nb 60
王利刚
,
特古斯
,
松林
,
李国栋
,
耿遥祥
,
宋志强
,
刘雨江
,
史志铭
功能材料
利用振动球磨工艺制备了LaFe11.44Si1.56化合物,结果表明,在1100℃仅需要热处理30min,该化合物就能形成NaZn13型立方晶体结构;与电弧熔炼工艺制备的试样相比较,振动球磨工艺制备的试样的居里温度提高了15K,但最大磁熵变有所减小。因此,利用振动球磨工艺合成La（Fe,Si）13化合物有进一步研究的价值。
关键词:
振动球磨
,
La(Fe,Si)13化合物
,
磁熵变
耿遥祥
,
韩凯明
,
王英敏
,
羌建兵
,
王清
,
董闯
,
张贵锋
,
特古斯
,
HA(U)SSLER Peter
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00615
依据团簇+连接原子模型设计具有高玻璃形成能力的Fe-B-Si-Ta软磁块体非晶合金,以共晶点Fe83B17对应的共晶相Fe2B为基础,根据最大径向原子数密度和孤立度原则,得到以B为心的[B-B2Fe8]主团簇,结合理想非晶合金团簇式的电子浓度判据,构建出Fe-B二元非晶合金的理想团簇式[B-B2Fe8]Fe.为提升Fe-B二元合金的非晶形成能力,选择与Fe具有较大负混合焓的Si替代[B-B2Fe8]团簇的中心原子B,得到Fe-B-Si三元非晶合金的理想团簇式[Si-B2Fe8]Fe.由于Ta与B和Si间具有较大的负混合焓,进一步以Ta替代[Si-B2Fe8]Fe团簇式中壳层位置的Fe原子,设计出[Si-B2Fe8-xTax]Fe四元非晶系列成分.结果表明,[Si-B2Fe8-xTax]Fe在x=0.4～0.7成分处均可形成直径为1.0 mm的非晶合金棒.其中,[Si-B2Fe74Ta06]Fe合金的非晶形成能力最佳,其非晶样品的约化玻璃转变温度Tg为0.584,玻璃转变温度Tg为856 K,过冷液相区宽度△Tx达33 K.[Si-B2Fe8-xTax]Fe (x=0.4～0.7)块体非晶合金的Vickers硬度Hx随Ta的添加从1117 HV (x=0.4)上升到1154 HV (x-0.7).[Si-B2Fe76Ta04]Fe非晶合金具有良好的室温软磁性能,其饱和磁化强度Bs为1.37 T,矫顽力Hc为3.0 A/m.
关键词:
团簇+连接原子模型
,
团簇式
,
Fe-B-Si-Ta非晶
,
磁性
耿遥祥
,
张志杰
,
王英敏
,
羌建兵
,
董闯
,
汪海斌
,
特古斯
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00281
以具有最佳非晶形成能力的新型Fe-B-Si-Hf四元块体非晶合金团簇式成分[Si-B2Fe7.7Hf0.3]Fe (Fe72.5B16.7Si8.3Hf2.5)为基础,通过添加Fe原子获得了[Si-B2Fe7.7Hf0.3]Fe+Fex (x=0、1.5、2、2.5和3,原子个数)系列高Fe含量的Fe-B-Si-Hf四元合金成分。液态急冷、热分析和磁性测量结果表明,随着Fe原子数量的增加,非晶合金的形成能力逐渐降低,形成棒状块体非晶样品的临界尺寸由x=0时的2.5 mm降低到x=2时的1 mm。非晶样品的玻璃态转变温度、晶化温度和Curie温度随Fe原子数量的增加也整体上表现为降低的趋势。该系列非晶样品软磁性能优异,其中[Si-B2Fe7.7Hf0.3]Fe+Fe2 (Fe76.4B14.3Si7.1Hf2.2)块体非晶合金的饱和磁化强度和矫顽力分别为1.58 T和2.8 A/m。为建立高Fe含量Fe-B-Si-Hf非晶合金的结构-性能关联,构建了{[Si-B2Fe7.7Hf0.3]+[Fe-Fe14]x/15}Fe非晶合金的“双团簇”微观结构模型。结果表明,源于α-Fe的[Fe-Fe14]团簇的数量在Fe-B-Si-Hf四元非晶合金的性能变化中起决定作用。
关键词:
成分设计
,
Fe-B-Si-Hf块体非晶合金
,
软磁性能
,
“双团簇”模型
,
结构-性能关联
王冬梅
,
松林
,
王耀辉
,
张伟
,
耿遥祥
,
特古斯
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.01.015
通过X射线衍射分析(XRD)和振动磁强计(VSM)磁性测量,研究了替代元素Ti替代Fe元素含量的MnFe1-xTixP0.63Ge0.12Si0.25(x=0,0.01,0.02,0.03)系列化合物的物相结构与磁热效应的影响.结果表明:该系列化合物的结构为Fe2P型六角晶系结构,空间群为P62m.主相均为( Mn,Fe)2(P,Ge,Si),并含有少量的第二相(Mn,Fe)3Si相.随着Ti原子替代Fe原子的增加化合物的晶格常数a增大,晶格常数c略有减小,晶胞体积V基本保持不变.随着Ti含量增加居里温度(TC)减小,热滞△Thys的大小改进不太明显.MnFeP0.63Ge0.12Si0.25的TC为305 K,当外磁场变化为0～1.5T时最大磁熵变的绝对值为14.8 J·(kg·K)-1.
关键词:
磁热效应
,
磁熵变
,
居里温度
,
热滞
耿遥祥
,
特古斯
,
毕力格
,
王伟
,
哈斯朝鲁
,
松林
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.06.014
用机械合金化方法成功制备了Mn1.35Fe0.65 P1-x Six(x=0.56和0.57)化合物,分别采用了两种不同的工艺对化合物进行热处理.用X射线衍射仪、振动样品磁强计和绝热温变测量仪分别对样品的结构、等温磁熵变和绝热温变进行了测量.实验结果表明,经过两种不同热处理工艺处理的化合物都形成了Fe2P型六角结构,空间群为P62m,在经过淬火处理的Mn1..Fe0 eP0..Si0.56化合物中存在少量的(Mn,Fe) 5Si3第二相,空间群为P63/mcm.样品的居里温度都在室温附近,在278 ～296 K之间变化,不同热处理工艺对化合物的居里温度具有一定的影响.经过淬火处理的化合物存在较小的热滞和较大的等温磁熵变,两种化合物的热滞都由自然冷却处理时的5K降低到淬火处理时的3K.当Si的含量分别为0.56和0.57时,与经过自然冷却处理的化合物相比,经过淬火处理的化合物的最大磁熵变分别提升了33％和20％.在经过淬火处理的Mn1.35Fe0.65P0.44Si0.56化合物磁熵变最大,磁熵变的最大值为4.3J·kg-1·K-1.经过自然冷却处理的Mn1.35 Fe0.65P0.44 Si0.56化合物的最大绝热温变为1.2K.低成本的原料、较小的热滞、理想的制冷温区和较大的磁热效应使得Mn1.35 Fe0.65P1-xSix这一系列化合物在室温磁致冷方面有应用前景.
关键词:
磁致冷
,
居里温度
,
热滞
,
磁熵变
耿遥祥
,
王英敏
,
羌建兵
,
董闯
,
汪海斌
,
特古斯
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00033
利用“团簇加连接原子”模型设计和优化具有高形成能力的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金. 以源于Fe-B二元共晶相的Fe2B局域结构为基础, 结合电子浓度判据, 构建Fe-B二元理想非晶团簇式[B-B2Fe8]Fe; 考虑到原子间混合焓的大小, 选择Si和Nb原子分别替代[B-B2Fe8]团簇的中心原子B和壳层原子Fe, 得到[Si-B2Fe8-xNbx]Fe系列四元非晶成分. 结果表明, [Si-B2Fe8-xNbx]Fe团簇式在x=0.2~1.2成分处均可形成块体非晶合金, 其中在x=0.4~0.5的成分区间内均可形成临界尺寸为2.5 mm的块体非晶合金. 考虑到原子半径的大小, 鉴于增加Nb的同时降低Si的含量可维持[Si-B2Fe7.6Nb0.4]Fe非晶团簇结构的拓扑密堆性, 由此得到另一系列[(Si1-yBy)-B2Fe8-xNbx]Fe团簇式成分. 结果表明, 在(x=0.5, y=0.05)~(x=0.9, y=0.25)成分区间内均可通过Cu模铸造法获得直径为2.5 mm的块体非晶. 新设计获得的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金具有优良的室温软磁性能和力学性能, 其中[Si-B2Fe8-xNbx]Fe (x=0.2~0.6)非晶合金的饱和磁化强度为1.14~1.46 T, 矫顽力为1.6~6.7 A/m; [(Si0.95B0.05)-B2Fe7.5Nb0.5]Fe块体非晶合金的室温压缩断裂强度达4220 MPa, 塑性形变约为0.5%.
关键词:
“
,
团簇加连接原子”
,
模型, Fe-B-Si-Nb块体非晶合金, 力学性能, 软磁性能
耿遥祥
,
特古斯
,
汪海斌
,
董闯
,
王宇鑫
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00124
用高能球磨和固态烧结法制备了Mn1.3Fe0.7P0.5Si0.5-xSnx (x=0、0.02、0.04,原子分数)系列合金,系统研究了Sn的加入对合金显微组织、磁性和磁热效应的影响。结果表明,所有合金中都存在少量的(Fe, Mn)3Si相,在含Sn的合金中,Sn原子并没有进入到Fe2P晶体结构的晶格点阵位置,而是与Mn和Fe形成了Sn2(Mn, Fe)相。Sn的加入也使合金中形成了2种成分的(Fe, Mn)2(P, Si)相,导致样品在升温过程中出现2次铁磁-顺磁转变,对应为2个连续磁熵变峰,从而有利于合金磁制冷温区的扩展和制冷容量的提升。Mn1.3Fe0.7P0.5Si0.5合金具有优异的室温磁热效应,1.5 T磁场变化下的最大磁熵变为12.1 J/(kgK),最大绝热温变为2.4 K,合金的热滞为3 K,Curie温度为273 K,可作为室温磁制冷的理想候选材料。
关键词:
Mn1.3Fe0.7P0.5Si0.5-xSnx合金
,
显微组织
,
室温磁制冷
,
磁热效应
,
热滞
耿遥祥
,
林鑫
,
羌建兵
,
王英敏
,
董闯
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00546
基于Finemet合金的成分及其非晶前驱体的晶化特征,提出了Finemet型合金的“双团簇”结构模型和团簇式成分,即Finemet合金的非晶前驱体可看作由2类团簇结构构成：一种为基于α-Fe(Si)有序固溶体(例如Fe3Si相)的[Si-Fe14](Cu1/13Si12/13)3弱稳定团簇结构;另一种为对应于Fe-B-Si-Nb系块体非晶合金的[(Si, B)-B2(Fe, Nb)8]Fe强稳定团簇结构。将2种团簇成分式按等比例混合,设计并制备了多个新成分合金。热分析和磁性测量结果表明,所有成分的非晶样品均显示多峰晶化特征,其中,[(Si0.8B0.2)-B2Fe7.2Nb0.8]Fe+[Si-Fe14](Cu1/13Si12/13)3 (即Fe74B7.33Si15.23Nb2.67Cu0.77)非晶两晶化峰的峰间距(ΔTp=Tp2-Tp1)最大,约为192 K。该非晶样品在813 K等温退火60 min后获得典型的纳米晶/非晶复相结构,其饱和磁化强度Bs约为1.26 T,矫顽力Hc约为0.5 A/m,1 kHz下的有效磁导率μe约为8.5×105。新成分纳米晶合金的综合软磁性能均优于典型成分为Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3的已有Finemet纳米晶合金。
关键词:
Finemet纳米晶合金
,
“双团簇”模型
,
成分设计
,
软磁性能
耿遥祥
,
王英敏
,
羌建兵
,
董闯
,
汪海斌
,
特古斯
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00033
利用“团簇加连接原子”模型设计和优化具有高形成能力的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金.以源于Fe-B二元共晶相的Fe2B局域结构为基础,结合电子浓度判据,构建Fe-B二元理想非晶团簇式[B-B2Fe8]Fe;考虑到原子间混合焓的大小,选择Si和Nb原子分别替代[B-B2Fe8]团簇的中心原子B和壳层原子Fe,得到[Si-B2Fe8-xNbx]Fe系列四元非晶成分.结果表明,[Si-B2Fe8-xNbx]Fe团簇式在x=0.2～1.2成分处均可形成块体非晶合金,其中在x=0.4～0.5的成分区间内均可形成临界尺寸为2.5mm的块体非晶合金.考虑到原子半径的大小,鉴于增加Nb的同时降低Si的含量可维持[Si-B2Fe76Nb0.4]Fe非晶团簇结构的拓扑密堆性,由此得到另一系列[(Si1-yBy)-B2FevxNbx]Fe团簇式成分.结果表明,在(x=0.5,y=0.05)～(x=0.9,y=0.25)成分区间内均可通过Cu模铸造法获得直径为2.5 mm的块体非晶.新设计获得的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金具有优良的室温软磁性能和力学性能,其中[Si-B2Fes-xNb]Fe(x=0.2～0.6)非晶合金的饱和磁化强度为1.14～1.46 T,矫顽力为1.6～6.7 A/m;[(Si0.95B0.05)-B2Fe75Nb0.5]Fe块体非晶合金的室温压缩断裂强度达4220 MPa,塑性形变约为0.5％.
关键词:
“团簇加连接原子”模型
,
Fe-B-Si-Nb块体非晶合金
,
力学性能
,
软磁性能
