高性能铁基非晶纳米晶合金的开发与应用

  非晶合金是由于超急冷凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金，是长程无序结构，没有晶粒、晶界存在。这种非晶合金具有独特的性能，如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度和硬度，高的电阻率和机电耦合性能等。以铁基非晶纳米晶制作铁芯而成的变压器，比传统变压器空载损耗下降75%左右，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器。通过在Fe_76-xC_7.0Si_3.3B_5.0P_8.7Cu_x中添加不同含量的铜元素，利用铜与铁的不互溶性在合金中形成富铜区，这些富铜区能够充当a-Fe的形核点，在456℃下退火半小时后非晶中形成5-10nm的a-Fe纳米晶粒，有效的提高了合金的软磁性能。

图1 合金的矫顽力和饱和磁化强度随Cu含量的变化

图2 456℃下退火半小时后形成的a-Fe纳米晶粒