Development of nanocrystalline soft magnetic alloy with high saturation magnetic induction produced in air

空气中高饱和磁感纳米晶软磁合金的研制

基本信息

  • 批准号:
    13555190
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.76万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The nanocrystalline soft magnetic Fe-Nb-B based alloys, which can be produced by melt-spinning in air, with high saturation magnetic induction (B_s) as well as good soft magnetic properties have been developed. The Fe_<84>Nb_7B_9 alloy, which is the typical composition of the ternary Fe-Nb-B alloys, produced in air was extremely oxidized and showed brittleness. The ductile ribbons with the metallic luster were obtained for the ternary alloys with 6 at% Nb or less. Furthermore, higher B_s than 1.6 T has been obtained for the alloys with 6 at% Nb or less. However, the alloys exhibit inferior soft magnetic properties because the alloys have a mixed as-quenched structure composed of an amorphous phase and coarse α-Fe grains. These grains remain in the nanostructure after the crystallization and deteriorate the soft magnetic properties.The effect of the addition of some elements to Fe-Nb-B alloys on the as-quenched structure and the soft magnetic properties in the nanocrystallized state has been investigated. The simultaneous replacement of B by 1 at% P and Fe by 0.1 at% Cu in the alloy decreases the α-Fe grain size to the nano-scale in an as-quenched state and leads to a homogeneous nanostructure with good soft magnetic properties after crystallization. Analysis based on the random anisotropy model shows that a homogeneous nanostructure with small volume fraction of an inter-granular amorphous phase which has high Curie temperature is necessary for realizing the good soft magnetic properties. The Fe_<84.9>Nb_6B_8P_1Cu_<0.1> alloy exhibits high permeability of 41,000 at 1 kHz, very low core loss of 0.11 W/kg at 1.4 T and 50 Hz as well as higher B_S of about 1.61 T than that of the Fe_<84>Nb_7B_9 alloy.
纳米晶体软磁性Fe-Nb-b的合金可以通过空气中的熔融旋转产生,具有高饱和磁感应(B_S)以及良好的软磁性性能。 Fe_ <84> NB_7B_9合金是在空气中产生的三元Fe-NB-B合金的典型组成,被极大地氧化并显示出脆性。获得了具有金属光泽的延展性丝带,可为6%或更小的三元合金获得金属光泽。此外,对于6%或更小的合金,获得了比1.6 t高的B_s。然而,合金暴露了下部软磁性能,因为合金具有由无定形相和粗α-FE晶粒组成的混合液体结构。结晶后这些晶粒保留在纳米结构中并检测软磁性能。已经研究了Fe-Nb-B合金对AS猝灭结构中添加某些元素的影响以及纳米结晶状态中的软磁性能的影响。在合金中,简单地将B替换为1%P和Fe 0.1 AT%Cu,将α-FE晶粒尺寸降低到液态状态下的纳米尺度,并导致结晶后具有良好软磁性的均质纳米结构。基于随机各向异性模型的分析表明,具有较高居里温度的颗粒间无定形相的同质纳米结构对于实现良好的软磁性能是必不可少的。 FE_ <84.9> NB_6B_8P_1CU_ <0.1>合金在1 kHz时表现出41,000的高渗透率,在1.4 T和50 Hz时的0.11 W/kg的核心损失非常低,而B_S则比FE_ <84> nb_7b_9 alloy的核心损失和较高的B_S高约1.61 t。

项目成果

期刊论文数量(94)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
牧野彰宏: "電子顕微鏡法の実践と応用写真集"日本鉄鋼協会, 日本金属学会. 253 (2002)
Akihiro Makino:“电子显微镜的实用和应用照片集”,日本钢铁研究所,日本金属研究所,253(2002)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
尾藤輝夫, 牧野彰宏, 井上明久, 増本健: "ナノ結晶Fe-Nb-B(-P-Cu)合金の微細構造と軟磁気特性"日本応用磁気学会誌. 28. 388-392 (2004)
Teruo Bito、Akihiro Makino、Akihisa Inoue、Ken Masumoto:“纳米晶 Fe-Nb-B(-P-Cu) 合金的微观结构和软磁性能”日本应用磁学学会杂志 28. 388-392 (2004)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Akinori Kojima, Satoru Ito, Akihiro Makino, Akihisa Inoue: "Properties of Nanocrystalline Fe-Nb-B-P Alloys Produced in the Atmosphere by Melt-Spinning Method"Materials Transactions. 42. 1535-1539 (2001)
Akinori Kojima、Satoru Ito、Akihiro Makino、Akihisa Inoue:“通过熔融旋压法在大气中生产的纳米晶 Fe-Nb-B-P 合金的性能”材料交易。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
牧野 彰宏: "ナノメタルの最新技術と応用開発"シーエムシー出版. 303 (2003)
牧野昭宏:“纳米金属的最新技术和应用开发”CMC Publishing 303(2003)。
  • DOI:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Teruo Bitoh, Akihiro Makino, Akihisa Inoue: "The Effect of Grain-Size Distribution on Coercivity in Nanocrystalline Soft Magnetic Alloys"Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 272-276. 1445-1446 (2004)
Teruo Bitoh、Akihiro Makino、Akihisa Inoue:“晶粒尺寸分布对纳米晶软磁合金矫顽力的影响”《磁性与磁性材料杂志》。
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  • 资助金额:
    $ 5.76万
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