课题基金 / 基金详情

团簇连接方式对铁基非晶形成能力与软磁性能的综合作用机理

批准号:
52101196
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
白延文
依托单位:
学科分类:
金属低维与亚稳材料
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
白延文

项目摘要

结项摘要

相似基金

相关文献

中文摘要
同时提高非晶形成能力和软磁性能是铁基非晶合金理论研究和工业应用中的重点与难点问题。本项目拟以团簇连接方式为桥梁,研究多元铁基合金非晶形成能力与软磁性能的内在关联。通过合金成分设计,获得多元铁基非晶团簇结构及团簇间的原子共享连接机制,研究其对非晶形成能力的影响规律,进一步探究团簇结构及其连接机制与饱和磁感应强度及矫顽力的相关性;探索非晶形成能力与软磁性能的内在结构本质,建立团簇连接机制-非晶形成能力-软磁性能三者的构效关系,进而优化非晶团簇结构,通过调控团簇间共享原子数量及原子种类增强非晶形成能力,同时进一步提高饱和磁感应强度并降低矫顽力;探索非晶形成能力与软磁性能之间的普适性规律,为非晶软磁材料的设计和性能优化提供理论支撑和实验指导。
英文摘要
It is an important and difficult problem in the theoretical research and industrial application of Fe-based amorphous alloys to improve both the glass forming ability (GFA) and soft magnetic properties. In this project, the connection modes of the clusters will be used as a bridge to study the intrinsic relationship between the GFA and the soft magnetic properties in multicomponent Fe-based alloys. By the composition design, the structures and connection modes of the clusters in the multicomponent Fe-based amorphous alloys will be obtained. The laws of influences of the connection modes on the GFA as well as the saturation flux density Bs and the coercivity Hc will be studied. The intrinsic structural relationship between the GFA and soft magnetic properties will be explored, and the relationship among atom-shared connection modes of the clusters-GFA-soft magnetic properties will be established. Based on the structure-properties relationship, the cluster structures will be modified. By regulating the numbers and types of the shared atoms between clusters, the GFA will be improved. At the same time, the Bs will be enhanced and Hc will be reduced. This project aims at exploring the general rules between GFA and soft magnetic properties, and providing theoretical supports and experimental guidance for the design and performance improvement of amorphous soft magnetic materials.
同时提高非晶形成能力和软磁性能是铁基非晶合金理论研究和工业应用中的重点与难点问题。本项目研究发现通过元素掺杂法制备的铁基非晶合金,其非晶形成能力及软磁性能都获得了较大的提升。向Fe80P12C8合金中,加入不同含量的Si元素取代P,使铁基条带的非晶形成能力显著提高;随着Si含量的增加,其饱和磁化强度逐渐增大,矫顽力也趋于降低;其软磁性能的线性变化与最近邻原子间距的变化相一致。通过对Fe78Si9B13非晶合金与FeB非晶合金的团簇结构进行比较,证实了团簇间共享3原子连接方式的增强是饱和磁感应强度提高的主要原因。考虑到合金液固结构的遗传性,我们试图从铁基软磁金属玻璃熔体物性中寻找提高其非晶形成能力的方法。研究发现,铁基软磁金属玻璃熔体液液相变越明显,强脆转变就越弱,玻璃形成能力也就越小;该关系是由于液液相变和强脆转变区域之间类晶团簇的内在相关演化趋势所致。同时,我们将研究体系扩展到了非晶形成能力相对更小的Al基非晶合金。对Al95-xNixY5(x=7,10)轻质非晶条带来说,近共晶成分Al88Ni7Y5合金的非晶形成能力更强,且该合金在极化曲线上具有更长的钝化区,及更强的耐腐蚀性;适量的Ni含量会形成易于提升钝化膜稳定性的耗尽Y的额外层,而加入过量的Ni(x=10)会增加熔体的粘度,从而降低Al基条带的非晶形成能力并耗尽Y的额外层的形成。. 另外,与非晶合金研究相结合,本项目还将研究领域扩展到了能源材料方向。在锂金属电池中,构建了一种非晶石墨化氮化碳“外衣”修饰的亲锂3D Au/CoO纳米阵列矩阵作为多功能双层宿体,实现了无枝晶和循环稳定的锂金属负极。使用Li@AgVO3负极和AgVO3改性隔膜组装了具有优异循环性能的锂硫电池。通过设计具有稳定Li+传输通道和垂直界面活性梯度的三维集流体,实现了长寿命的锂金属电池。. 本项目的相关成果将有助于探索一种具有优良软磁性能和高非晶形成能力的新型铁基非晶合金,不仅为合金液固结构相关性研究提供了参考,也为新型铁基非晶合金的设计与开发提供了新思路,具有重要的现实意义和科学价值。
国内基金
海外基金