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非晶软磁合金材料及其形成机理
浏览次数:124  发布时间:2015/9/16 12:09:52年月日 12:09
        我们根据原子排列方式把物质划分为晶体和非晶体两类。物质里面的原子排列是整齐有序的叫做晶体;物质的原子排列是混乱的叫做非晶体。通常情况下,金属及合金在从液体凝固成固体时,原子总是从液体的混乱排列转变成整齐的排列,即成为晶体。但是,如果金属或合金的凝固速度非常快(例如用每秒高达一百万度的冷却速率将铁-硼合金熔体凝固),原子来不及整齐排列便被冻结住了,最终的原子排列方式类似于液体,是混乱的,这就是非晶合金(又称为金属玻璃)。
        由于不同的物质形成非晶所需要的冷却速度大不相同。单一金属需要每秒高达一亿度以上的冷却速度才能形成非晶态。受目前工艺水平的限制,实际生产中难以达到如此高的冷却速度,普通的单一的金属难以从生产上制成非晶。为了获得非晶态的金属,一般将金属与其它物质混合。当原子尺寸和性质不同的几种物质搭配混合后,就形成了合金。这些合金具有两个重要性质:①合金的成分一般在冶金学上的所谓“共晶”点附近,它们的熔点远低于纯金属,例如FeSiB合金的熔点一般为1200度以下,而纯铁的熔点为1538度;②由于原子的种类多了,合金在液体时它们的原子更加难以移动,在冷却时更加难以整齐排列,也就是说更加容易被“冻结”成非晶。有了上面的两个重要条件,合金才可能比较容易地形成非晶。实际上,目前所有的实用非晶合金都是两种或更多种元素组成的合金,例如Fe-Si-B,FeNiPB,CoZr,ZrTiCuNi等。
         迄今为止,国内外非晶合金开发最多的是作为软磁材料的一类。它们在化学成分上的一个共同点是:由两类元素组成:一类是铁磁性元素(铁、钴、镍或者他们的组合),它们用来产生磁性;另一类是硅、硼、碳等,它们称为类金属,也叫做玻璃化元素,有了它们,合金的熔点比纯金属降低了很多,才容易形成非晶。
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