合金元素對Fe基塊體非晶合金形成能力和自旋玻璃行為的影響.pdf

1、Fe基非晶合金由于具有優(yōu)異的軟磁性能、節(jié)能環(huán)保、成本低等優(yōu)勢，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但是除了常溫以及高溫時的軟磁性能，F(xiàn)e基非晶合金還有一些低溫下的特殊磁性能也值得關(guān)注研究。自旋玻璃材料在溫度低于某一特征溫度時，有磁化不可逆、剩磁、弛豫效應(yīng)和記憶效應(yīng)等非平衡態(tài)特點，是新一代低溫磁存儲材料的有力競爭者。本文通過元素替代法研究了Fe基非晶合金的非晶形成能力和在低溫下的自旋玻璃行為，采用XRD（X-ray diffraction，X射線衍射）

2、和DSC（differential scanning calorimetry，差示掃描量熱法）分析微觀結(jié)構(gòu)和熱學性能，PPMS(physical property measurement system，綜合物性測量系統(tǒng))測量樣品的低溫直流和交流磁化特性分析樣品的自旋玻璃行為。研究工作主要包括:
　　(1)通過添加Co元素制備了Fe48-xCoxCr15Mo14C7B14Tm2(x=0，2，4，6，8，10)合金的非晶帶材和棒材，研

3、究了Co元素的添加對該體系的熱穩(wěn)定性、非晶形成能力和自旋玻璃行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)Co元素的添加提高了該體系的熱穩(wěn)定性和非晶形成能力，合金的臨界尺寸由1.5mm提高至2mm。該體系所有成分樣品的低溫直流磁化特性符合自旋玻璃體系的特征，其磁化強度峰值Mmax以及凍結(jié)溫度Tf峰值溫度Tp、居里溫度Tc隨Co元素含量的增加先增大后減小，與Slater-Pauling曲線的規(guī)律相符。
　　(2)通過更改稀土元素（rare-earth ele

4、ments，RE）的種類制備了Fe42Co6Cr15Mo14C7B14RE2(RE=Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm)合金的非晶帶材和棒材，探究了稀土元素種類對該體系的非晶形成能力和自旋玻璃行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)RE=Er的臨界尺寸小于1mm。RE=Gd、Tb、Dy的臨界尺寸為1.5mm，RE=Ho、Tm的合金體系的臨界尺寸為2mm。RE=Tb，Dy，Ho，Er，Tm的樣品低溫直流磁化特性符合自旋玻璃體系的特征。RE=Gd的直流和交流磁

5、化特性都不符合自旋玻璃的特點。
　　(3)通過調(diào)整C/B比制備了Fe48Cr15Mo14CxB21-xTm2(x=3，5，7，9，11，13)合金的非晶帶材和棒材，研究了C/B比對該體系的非晶形成能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著C/B比的增加，過冷液相區(qū)寬度ΔT由54K增至92K，非晶合金棒材的臨界尺寸分別為＜1mm，＜1mm，1.5mm，2mm，2.5mm，8mm。C/B比的增加顯著提高了體系的非晶形成能力。該非晶合金體系在室溫下是順