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磁导航磁芯用软磁钴基非晶合金的制备及其软磁性能研究

2020-12-08阅读(230)

磁导航磁芯用软磁钴基非晶合金的制备及其软磁性能研究

论文摘要

射频消融技术中的磁导航定位系统可以在手术过程中避免无效损伤,增加消融手术的有效性、稳定性和安全性,而该系统中磁芯材料的软磁性能决定了磁导航定位系统的灵敏度和精度。钴基非晶合金除了具有优异的力学性能、耐腐蚀性能外,还表现高的磁导率、低的矫顽力和较高的饱和磁感应强度,是一种优异的软磁材料,可用于射频消融技术中的磁导航定位系统的磁芯细丝的制备。因此,本论文以具有良好的软磁性能的C046Fe20B23Si5Nb6为研究对象,通过调整Fe/Co相对含量、制备工艺和热处理工艺对C046Fe20B23Si5Nb6合金非晶形成能力及软磁性能进行优化,为湖南埃普特医疗器械有限公司开发出软磁性能优异的用于磁导航定位系统的磁芯材料。该论文的主要研究内容和结果如下:（1）研究了 Fe/Co的相对含量对Co（46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6合金非晶形成能力及软磁性能的影响,结果表明,Fe的含量为16%时,Co（46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6合金的非晶形成能力最强,热稳定性最好,其过冷液相区（ΔTx）为40.80℃,同时该非晶合金表现出最佳的软磁性能,其饱和磁化强度和矫顽力分别为80.96 emu/g、20.53 G。（2）采用单辊甩带法、铜模吸铸法和熔体抽拉法制备了 Co50Fe16B23Si5Nb6合金非晶,并研究了冷速对Co50Fe16B23Si5Nb6合金非晶热力学特性及软磁性能的影响。结果表明,随着冷却速率的增加,该非晶合金的玻璃转化温度Tg、过冷液相区AT、过冷液相区的焓值ΔH呈现增加的趋势,同时,非晶合金的的饱和磁感应强度和矫顽力呈现逐渐降低的趋势。（3）在不同温度下对Co50Fe16B23Si5Nb6合金进行了等温退火处理,研究了退火温度和退火时间对非晶合金显微组织与软磁性能的影响。结果表明,经过570和620℃退火后,合金仍保持非晶态,铸态合金的内应力得以消除,非晶合金的软磁性能得以改善;700℃退火后,合金发生了部分晶化,析出了 Fe23B6相;800℃退火后,合金发生完全晶化,主要晶化相为Fe23B6、Fe2B和Fe3Si相,晶化相的析出和长大会导致合金的软磁性能下降;在620℃退火5 min后,合金具有最小的矫顽力（0.61 G）和最大的饱和磁化强度（84.26 emu/g）,表现出最好的软磁性能。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 非晶合金的发展历史
  •   1.3 非晶合金的分类
  •   1.4 非晶合金的结构特点
  •   1.5 非晶合金的形成
  •     1.5.1 非晶的形成机理
  •     1.5.2 非晶形成能力表征
  •   1.6 非晶合金的制备
  •   1.7 非晶合金的性能与相关应用
  •     1.7.1 非晶合金的磁性能
  •     1.7.2 非晶合金的其他性能
  •     1.7.3 非晶合金软磁性能的相关应用
  •     1.7.4 非晶合金的其他应用
  •   1.8 本文的研究目的与内容
  •     1.8.1 本文研究目的
  •     1.8.2 本文主要研究内容
  • 第2章 样品的制备与实验方法
  •   2.1 实验流程
  •   2.2 合金成分的选择
  •   2.3 样品的制备
  •     2.3.1 母合金的制备
  •     2.3.2 非晶棒材的制备
  •     2.3.3 非晶条带的制备
  •     2.3.4 非晶丝的制备
  •   2.4 热处理方法及设备
  •   2.5 样品结构表征与性能表征
  •     2.5.1 X射线衍射分析（XRD）
  •     2.5.2 热力学分析（DSC）
  •     2.5.3 软磁性能测试（VSM）
  • （46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6非晶形成能力及软磁性能的影响'>第3章 Fe/Co的相对含量对Co（46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6非晶形成能力及软磁性能的影响
  •   3.1 引言
  • （46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6非晶形成能力的影响'>  3.2 Fe/Co的相对含量对Co（46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6非晶形成能力的影响
  • 46Fe20B23Si5Nb6的显微组织与热力学表征'>    3.2.1 Co46Fe20B23Si5Nb6的显微组织与热力学表征
  • （46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6合金非晶形成能力的影响'>    3.2.2 Fe/Co的相对含量对Co（46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6合金非晶形成能力的影响
  • （46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6非晶合金的软磁性能的影响'>  3.3 Fe含量对Co（46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6非晶合金的软磁性能的影响
  • 46Fe20B23Si5Nb6非晶合金的软磁性能'>    3.3.1 Co46Fe20B23Si5Nb6非晶合金的软磁性能
  • （46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6非晶合金软磁性能的影响'>    3.3.2 Fe含量对Co（46+x）Fe（20-x）B23Si5Nb6非晶合金软磁性能的影响
  •   3.4 分析与讨论
  •   3.5 本章小结
  • 第4章 制备工艺对CoFeBSiNb合金非晶形成能力及软磁性能的影响
  •   4.1 引言
  •   4.2 单辊甩带法不同转速对非晶形成的影响
  •   4.3 不同方法制备的非晶合金的显微组织与热力学表征
  •     4.3.1 显微组织分析
  •     4.3.2 热力学分析
  •   4.4 不同制备方法对合金软磁性能的影响
  •   4.5 本章小结
  • 第5章 退火处理对CoFeBSiNb非晶合金软磁性能的影响
  •   5.1 引言
  •   5.2 退火温度对CoFeBSiNb非晶合金软磁性能的影响
  •   5.3 退火时间对CoFeBSiNb非晶合金软磁性能的影响
  •   5.4 本章小结
  • 第6章 总结与展望
  •   6.1 总结
  •   6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历及攻读硕士期间取得的科研成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 刘菲菲

    导师: 林建国

    关键词: 基非晶,软磁性能,非晶合金制备,非晶形成能力,退火处理

    来源: 湘潭大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 物理学,金属学及金属工艺,电力工业

    单位: 湘潭大学

    分类号: TM271.2;TG139.8

    DOI: 10.27426/d.cnki.gxtdu.2019.001483

    总页数: 66

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