铁硅硼非晶合金退火组织弛豫研究

铁硅硼非晶合金退火组织弛豫研究

一、关于铁硅硼非晶合金退火中结构弛予的研究(论文文献综述)

唐尧[1](2015)在《铁基非晶合金制备及偶氮染料降解性能研究》文中研究说明最近两年来,部分铁基非晶合金被发现能作为零价铁对含偶氮染料的印染废水进行快速降解。尽管目前研究尚处于初始阶段,涉及铁基非晶合金的降解性能的众多问题还不清楚,但其展示出的优异的污水降解性能对工程应用具有很大吸引力,因此开展相关研究具有重要科学意义和实用价值。本研究以Fe-B二元非晶合金为基础,系统地研究了三种典型铁基非晶合金对偶氮染料降解反应的动力学过程、反应机理以及合金成分等因素对于铁基非晶合金降解性能影响。与相同成分的晶化条带以及300目还原铁粉相比,Fe-B二元非晶合金对偶氮染料直接蓝6的降解过程中,表现出更低的降解反应活化能和更高的降解速率。在相同实验条件下,Fe84B16非晶条带对直接蓝6降解反应的的表面积约化反应速率系数为同成分晶态条带与300目还原铁粉的1.8及89倍。分析表明,Fe-B二元非晶合金对偶氮染料降解机理同晶态材料相同,为还原降解偶氮染料。Fe-B二元非晶合金所具有的高的降解性能一方面是由于非晶态结构相对于晶态具备更高活性;另一方面是由于类金属元素硼在降解过程中在条带表面阻碍形成致密氧化层,促进降解反应进行。研究发现,Fe-Si-B非晶合金条带同样具备优异降解性能。相同条件下,工业Fe-Si-B非晶合金条带对直接蓝6、金橙II以及甲基橙降解反应的表面积约化反应速率系数分别为300目还原铁粉的60、1300以及37000倍。分析发现,Fe-Si-B非晶合金降解机理与Fe-B非晶合金相同,同样是由于非晶结构以及类金属元素的添加促使其具备高的降解能力。通过对Fe-Si-B非晶合金条带低温退火后机械粉碎所得粉末的降解性能的研究发现,虽然退火等工艺能在一定程度上提高降解反应活化能,但由于比表面积的增加,在相同用量下,不同粒径的非晶合金粉末对直接蓝6的表观反应速率系数为原始Fe-Si-B非晶条带210倍。同时,重复性实验结果显示,Fe-Si-B非晶合金粉末具有良好的重复利用性能,具有优异的应用前景。通过研究Finemet系列非晶合金对偶氮染料的降解性能发现,相同条件下,Finemet系列非晶条带对金橙II降解反应的表面积约化反应速率系数均为300目还原铁粉的100倍左右,但明显低于Fe-B以及Fe-Si-B非晶合金。分析发现金属元素的添加会增加条带表面氧化层致密性,阻碍还原降解反应,使降解机理转变为吸附降解为主。而通过研究过热条带降解性能发现,晶化相析出能有效破坏Finemet系列非晶合金表面氧化层致密性,提高Finemet非晶合金的降解能力。

陈彪[2](2014)在《锆基非晶合金焊接过程中非晶化控制研究》文中指出非晶合金具有非常优异的物理、化学性能,具有很好的科学研究和工程应用价值。然而非晶合金尺寸小,而且受到剪切作用时剪切带容易沿单一方向迅速扩展而发生脆性断裂,这大大限制了非晶合金的实际应用价值。针对这些问题,本文以Zr基非晶合金为研究对象,采用激光焊和扩散焊方法对非晶合金的焊接工艺进行了研究,主要研究内容和成果如下:1.分析了非晶合金激光焊接机理及其理论依据,然后分别采用低速、高速激光焊接模式对Zr41Ti14Cu12Ni10Be23和Zr55Cu30Ni5Al10非晶合金进行焊接研究,得到了成功的焊接接头。检测结果表明在焊透的情况下,高焊接速度有利于接头保持非晶结构或者得到纳米晶。采用激光焊方法连接Zr基非晶合金与纯锆,制备非晶合金与晶态金属复合材料。由于激光焊接具有较快的冷却速度,焊接区内非晶合金与晶态金属混合不均匀,但是焊接区的微硬度较高,与非晶合金母材硬度相当。2.首次采用激光焊接经退火处理的Zr55Cu30Ni5Al10非晶合金,以模仿激光焊制备多层非晶合金微小零件。对接头进行形貌、内部微结构以及力学性能进行检测,结果显示焊接接头连接良好,无明显焊接缺陷。退火条件对接头的微观结构和焊接质量影响明显,合适的退火处理能够抑制非晶合金在激光焊接过程中发生晶化,产生少量纳米晶,这有利于改善接头的焊接质量和力学性能。对于Zr55Cu30Ni5All0非晶合金,适当的退火温度应选择接近玻璃转变温度,而退火时间可以选择与非晶合金零件热压印时间相当。3.采用有限元方法模拟Zr基非晶合金的激光焊接过程,得到了温度场分布和热循环曲线,结合Kissinger拟合得到的连续加热转变曲线,对Zr基非晶合金激光焊接过程中的晶化现象进行预测,预测结果与实验相吻合。仿真结果还证明非晶合金焊接热影响区比熔化区更容易发生晶化现象。计算激光焊接过程中热影响区的临界加热速度,推断非晶合金的晶化主要发生在焊接冷却过程中,这与仿真结果相一致。晶化预测有利于优化焊接工艺,为非晶合金焊接实验提供指导作用。4.采用扩散焊方法制备Zr基非晶合金与晶态金属复合材料,成功将Zr55Cu30Ni5Al10非晶合金与铝合金连接在一起,得到了双层和三层形式的焊接接头。采用铝合金作为中间层分步扩散焊接非晶合金与铜,得到了成功的焊接接头。检测结果显示焊接接合面连接完好,没有发现连接缺陷,非晶合金材料仍然保持良好的非晶特性,在一定条件下伴随有极少量纳米晶产生。最后提出了一种基于硅模具的扩散焊制备多层非晶合金微小零件的思路,通过实验证明在过冷液相区非晶合金大零件能够较好的复制非晶合金小零件的图案,采用扩散焊接制备多层非晶合金微小零件具有较好的可行性。

缪雪飞[3](2012)在《铁基非晶合金的结构弛豫、晶化过程与磁性能研究》文中指出本文利用同步辐射X射线衍射技术、扩展X射线吸收精细结构技术,并结合反蒙特卡罗模拟法和Voronoi分形法,研究了Fe80Si9B11非晶合金在结构弛豫过程中原子尺度和团簇尺度上的结构演变过程及其与磁性能变化之间的关系。结构弛豫过程中Fe-Fe和Fe-Si平均近邻配位数逐渐增加,而Fe-B平均近邻配位数无明显的变化,Fe-Fe、Fe-Si、Fe-B之间的平均键长均减小,但Fe-Si键长的变化比Fe-B的变化更为显着,这表明结构弛豫过程中Fe80Si9B11非晶合金中的R2区(Fe-Si团簇区)比R1区(Fe-B团簇区)发生了更多的原子重排;以Fe原子为中心的主体团簇类型基本不变,但低配位数的团簇含量有下降趋势,而高配位数的团簇含量有上升趋势,而且Fe周围团簇的平均体积逐渐增大。以Si原子和B原子为中心的主体团簇类型在结构弛豫过程中也基本不变,各团簇含量发生一定的波动,但是没有较为显着的变化趋势。结构弛豫过程中,Fe80Si9B11非晶合金的矫顽力在523K达到最小值,随后显着增大,而饱和磁感应强度在573K达到最大值,随后降低。结构弛豫过程中磁性能的变化与结构演变之间关系密切:在结构弛豫初期,其磁性能主要受内应力的释放和几何畸变的减小所影响,但是随着结构弛豫的继续进行,原子之间相关作用(如配位数、键长)对磁性能的影响效果显着增强。此外,本文从等温晶化动力学和非等温晶化动力学的角度研究了Fe81Si4B12Cu1P2合金晶化过程中的结构演变过程及其与磁性能变化之间关系。对于淬态结构中只含有小于临界形核尺寸的α-Fe团簇的合金,由于晶化时原子不断发生重排,引起了成分波动不断增加,这个过程类似于“连锁效应”。晶化过程中形核率不断增加,晶核在长大过程中的相互竞争以及“软冲撞”,最终得到了晶粒细小、晶粒尺寸分布较窄的纳米晶合金,该合金具有优异的软磁性能;对于淬态结构中含有接近于临界形核尺寸的α-Fe团簇的合金,在晶化初级阶段,这些团簇在热激活的驱动下越过形核能垒逐渐形核,并在随后的晶化过程中长大为较大的纳米晶粒,这些较大的晶粒降低了纳米晶合金的软磁性能;对于淬态结构中含有大于临界形核尺寸的α-Fe纳米晶粒的合金,在晶化初级阶段,这些纳米晶粒直接长大,并在随后的晶化过程中不断长大,最终变成了纳米晶合金中的粗大晶粒,显着恶化了纳米晶合金的软磁性能。

俞静,伍瑜,王润[4](1982)在《关于铁硅硼非晶合金退火中结构弛予的研究》文中研究表明 前言 铁硅硼系非晶合金是具有较高饱和磁感应强度的软磁材料,其中成分为Fe78Si10B12的非晶合金的Bs可达16千高以上,比冷轧取向硅钢片略低一些。但此类非晶软磁材料的导磁率和矫顽力都优于硅钢片,同时由于它的电阻率比硅钢约高三倍,所以它的总损耗可比硅钢小很多。用这种非晶软磁材料做各种电源变压器可大大节约能源,这点在今天具有特殊重要的意义,因此目前国内外有很多人在研究这个系列的非晶态合金,以期尽早付诸使用。

二、关于铁硅硼非晶合金退火中结构弛予的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、关于铁硅硼非晶合金退火中结构弛予的研究(论文提纲范文)

(1)铁基非晶合金制备及偶氮染料降解性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铁基非晶合金的性能及应用
        1.2.1 铁基非晶合金的发展历程
        1.2.2 铁基非晶合金力学性能
        1.2.3 铁基非晶合金磁学性能
        1.2.4 铁基非晶合金化学性能
    1.3 零价铁降解技术的发展历史与研究现状
        1.3.1 零价铁对环境污染物降解机理
        1.3.2 零价铁处理污染物的应用
        1.3.3 零价铁的改性研究
    1.4 选题背景
        1.4.1 含偶氮染料印染废水降解研究现状
        1.4.2 铁基非晶合金用于污水降解的背景条件
        1.4.3 铁基非晶合金降解性能研究现状
    1.5 本课题的选题意义及主要研究内容
第2章 实验方法与实验设备
    2.1 引言
    2.2 非晶条带制备
        2.2.1 母合金制备
        2.2.2 条带甩制
    2.3 试样热处理
    2.4 试样的表征
        2.4.2 透射电子显微镜
        2.4.3 扫描电子显微镜
        2.4.4 X射线光电子能谱
        2.4.5 差示扫描量热法
        2.4.6 比表面积测试
        2.4.7 激光粒度分析
    2.5 降解性能测试
        2.5.1 降解实验测试
        2.5.2 紫外-可见光分光光谱
        2.5.3 质谱分析
        2.5.4 开路电势
    2.6 本章小结
第3章 Fe-B二元非晶合金降解性能研究
    3.1 引言
    3.2 Fe-B二元非晶合金制备与结构表征
        3.2.1 Fe-B二元非晶合金的制备
        3.2.2 Fe84B16非晶合金条带结构分析
    3.3 降解反应动力学与机理分析
        3.3.1 降解反应动力学
        3.3.2 降解反应机理初探
    3.4 环境因素对降解反应影响
        3.4.1 溶液起始pH值的影响
        3.4.2 污染物起始浓度的影响
        3.4.3 条带用量的影响
        3.4.4 总结分析
    3.6 本章小结
第4章 Fe-Si-B三元非晶合金降解性能研究
    4.1 引言
    4.2 Fe-Si-B三元非晶合金条带结构表征
        4.2.1 基体结构分析
        4.2.2 表面结构分析
    4.3 降解反应动力学与机理分析
        4.3.1 降解反应动力学研究
        4.3.2 降解反应机理分析
    4.4 环境因素对Fe-Si-B三元非晶合金降解性能影响
        4.4.1 溶液初始pH值影响
        4.4.2 污染物起始浓度对于Fe-Si-B降解性能影响
        4.4.3 条带用量的影响
        4.4.4 溶液中盐含量影响
        4.4.5 总结分析
    4.5 机械法制备Fe-Si-B非晶合金粉末制备及表征
        4.5.1 粉末制备
        4.5.2 粉末结构及形貌分析
        4.5.3 降解反应动力学研究
        4.5.4 重复性能研究
    4.6 本章小结
第5章 Finemet系列非晶合金降解性能研究
    5.1 引言
    5.2 Ni添加对Finemet非晶合金降解性能影响
        5.2.1 结构、形貌与成分表征
        5.2.2 降解反应动力学探究
        5.2.3 降解反应机理分析
        5.2.4 分析与讨论
    5.3 过热析出对Finemet非晶合金降解性能影响
        5.3.1 不同条带结构、形貌与成分表征
        5.3.2 降解动力学与机理分析
        5.3.3 环境因素影响
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(2)锆基非晶合金焊接过程中非晶化控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题概述
    1.2 非晶合金材料研究概述
    1.3 非晶合金焊接研究进展
    1.4 本文研究的主要内容
2 Zr基非晶合金激光焊接研究
    2.1 引言
    2.2 非晶合金激光焊接机理与理论依据
    2.3 焊接质量评价及检测装置
    2.4 Zr基非晶合金低速激光焊接研究
    2.5 Zr基非晶合金高速激光焊接研究
    2.6 Zr基非晶合金与纯锆激光焊接研究
    2.7 本章小结
3 Zr基非晶合金预处理后激光焊接研究
    3.1 引言
    3.2 Zr基非晶合金退火实验
    3.3 Zr基非晶合金退火处理后激光焊接研究
    3.4 本章小结
4 Zr基非晶合金激光焊接结晶预测研究
    4.1 引言
    4.2 Zr基非晶合金CHT曲线拟合研究
    4.3 Zr基非晶合金激光焊接仿真与结晶预测研究
    4.4 Zr基非晶合金临界加热速度计算
    4.5 本章小结
5 Zr基非晶合金与晶态金属扩散焊接研究
    5.1 引言
    5.2 Zr基非晶合金与金属扩散焊接研究
    5.3 扩散焊制备多层非晶微小零件可行性分析
    5.4 本章总结
6 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 创新之处
    6.3 前景展望
致谢
参考文献
附录:攻读博士学位期间主要研究成果与科研经历

(3)铁基非晶合金的结构弛豫、晶化过程与磁性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铁基非晶软磁合金概述
        1.2.1 铁基非晶软磁合金及其发展
        1.2.2 非晶合金结构模型
        1.2.3 非晶合金的结构弛豫过程
        1.2.4 铁基非晶合金的软磁性能-结构关系模型
    1.3 铁基纳米晶软磁合金概述
        1.3.1 铁基纳米晶软磁合金及其发展
        1.3.2 铁基纳米晶软磁合金的晶化过程
        1.3.3 铁基纳米晶合金的软磁性能-结构关系模型
    1.4 铁基非晶、纳米晶软磁合金的应用
    1.5 本文研究目的与研究内容
第二章 实验原理与方法
    2.1 实验方案
    2.2 样品的制备
        2.2.1 单辊旋淬法制备铁基非晶软磁合金
        2.2.2 非晶晶化法制备铁基纳米晶软磁合金
    2.3 结构与性能表征
        2.3.1 常规 X 射线衍射分析
        2.3.2 差示扫描量热分析
        2.3.3 磁性能测量
        2.3.4 透射电子显微镜分析
        2.3.5 同步辐射 X 射线衍射分析
        2.3.6 扩展 X 射线吸收精细结构分析
    2.4 反蒙特卡罗模拟法
    2.5 Voronoi 分形法
第三章 FeSiB 非晶合金的结构弛豫及磁性能研究
    3.1 淬态 FeSiB 合金热性能分析
    3.2 结构弛豫过程的常规 X 射线衍射分析
    3.3 结构弛豫过程的同步辐射 X 射线衍射分析
    3.4 结构弛豫过程的扩展 X 射线吸收精细结构谱分析
    3.5 结构弛豫过程中原子尺度上的结构演变
    3.6 结构弛豫过程中团簇尺度上的结构演变
    3.7 结构弛豫过程的磁性能的变化
    3.8 结构弛豫过程中结构演变与磁性能变化之间的关联性
    3.9 本章小结
第四章 FeSiBCuP 非晶合金的晶化过程及磁性能研究
    4.1 FeSiBCuP 合金的淬态结构
    4.2 FeSiBCuP 非晶合金去应力退火后的软磁性能
    4.3 FeSiBCuP 合金晶化过程的动力学研究
        4.3.1 非等温晶化动力学研究
        4.3.2 等温晶化动力学研究
    4.4 FeSiBCuP 纳米晶合金的微观结构
    4.5 FeSiBCuP 合金晶化过程的结构演变分析
    4.6 FeSiBCuP 纳米晶合金的软磁性能
    4.7 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

四、关于铁硅硼非晶合金退火中结构弛予的研究(论文参考文献)

  • [1]铁基非晶合金制备及偶氮染料降解性能研究[D]. 唐尧. 清华大学, 2015(07)
  • [2]锆基非晶合金焊接过程中非晶化控制研究[D]. 陈彪. 华中科技大学, 2014(07)
  • [3]铁基非晶合金的结构弛豫、晶化过程与磁性能研究[D]. 缪雪飞. 南京航空航天大学, 2012(04)
  • [4]关于铁硅硼非晶合金退火中结构弛予的研究[J]. 俞静,伍瑜,王润. 北京钢铁学院学报, 1982(S1)

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铁硅硼非晶合金退火组织弛豫研究
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