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不同热处理条件下铝镍钴合金的微观结构与磁性能演化

材料科学 2017-07-14 v1

摘要

铝镍钴(alnico)是一种主要由 Al、Ni、Co 和 Fe 组成的极具吸引力的近期非稀土永磁合金体系,其性能的进一步提升依赖于对其在热处理过程中形成的复杂调幅分解纳米结构的形貌控制和尺寸细化。本研究结合透射电子显微镜和原子探针断层扫描技术,评估了各向同性 32.4Fe-38.1Co-12.9Ni-7.3Al-6.4Ti-3.0Cu (wt.%\%) 合金在不同加工参数(如退火温度、退火时间、外加磁场的应用以及低温“拉拔”退火)下的磁性能和微观结构。在热磁退火(MA)过程中,在狭窄的温度和时间范围(840\unicodex2103\sim 840 \unicode{x2103} 和 10 分钟)内形成了最佳的调幅形貌和间距。理想形貌为马赛克结构,由周期性排列的直径约 40 nm 的富 (Fe-Co) 棒(α1\alpha_1 相)嵌入富 (Al-Ni) 基体(α2\alpha_2 相)中组成。尺寸约为 3-5 nm 的富 Cu 相位于 α1\alpha_1 相两个相邻 {110}\{110\} 晶面的角部。由于 α1\alpha_1 相沿最接近外加磁场方向的 100\langle100\rangle 晶体学方向发生偏置伸长,MA 工艺显著提高了合金的剩磁(BrB_\text{r})(\sim 40-70 %\%)。该合金的最佳磁性能(内禀矫顽力 HcjH_\text{cj} 为 1845 Oe,最大磁能积 BHmaxBH_\text{max} 为 5.9 MGOe)归因于马赛克结构的均匀性。

关键词

引用

@article{arxiv.1707.04165,
  title  = {Microstructural and magnetic property evolution with different heat-treatment conditions in an alnico alloy},
  author = {Lin Zhou and Wei Tang and Liqin Ke and Jonathan D. Poplawsky and Iver E. Anderson and Matthew J. Kramer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1707.04165},
  year   = {2017}
}