责编 明 秋
校对 媛 媛
审发 祁 萍
图片来源：非晶中国大数据库
FeSiB软磁材料具有高的饱和磁感应强度、低的矫顽力，在电力电子领域被广泛应用。为进一步提高其性能，向基体中添加Cu、Nb等元素来提高其软磁性，再通过适当的热处理工艺，可以获得均匀分布纳米尺度的α-Fe晶粒，其被命名为“Finemet”合金。“Finemet”合金既保留了非晶合金的低损耗又大幅提高了其磁导率以及饱和磁感应强度。合适的热处理工艺能够促进纳米尺度的α－Fe晶粒的析出，从而极大的提高其软磁性能。但热处理温度和热处理时间对软磁性能有显著影响。热处理温度过高，热处理时间过长都会造成α－Fe晶粒的过度生长或者硬磁相的析出，从而恶化软磁性能，降低产品合格率。
基于此，来自西安科技大学材料科学与工程学院的樊子民等采用水气联合雾化工艺制备出成分为Fe73Si13B10Cu1Nb3（原子分数，％）的“Finemet”合金，系统的研究晶化热处理温度和时间对晶化行为及其性能的影响，优化确定一套最优热处理工艺，以期指导生产实践。相关研究成果以于2024年8月在《金属功能材料》上发表。
研究人员采用水气联合雾化工艺制备Fe73Si13B10Cu1Nb3非晶粉末(表1-2)。在敞口式中频冶炼炉内1580℃熔炼，1350℃雾化，漏眼直径6ｍｍ，雾化压力60MPa。所得粉末过74μｍ筛网，D50控制在17～20μｍ。用推舟式氢气还原炉对筛过粉末进行晶化热处理。热处理温度为480、530、580和630℃，热处理时间为20、40、60、80和100min。经过测试分析结果表明：采用水气联合雾化制备的Fe73Si13B10Cu1Nb3（at%）非晶粉末表面光滑，球形度高，为单一的非晶结构（图1）。淬态Fe73Si13B10Cu1Nb3（at%）非晶粉末热处理时出现两个独立放热峰，分别代表α－Fe相和Fe－B相的结晶过程，并且两次晶化起始温度差值较大，利于晶化过程。对Fe73Si13B10Cu1Nb3（at%）非晶粉末进行热处理，发现随着热处理温度的升高与热处理时间的增加α－Fe相与Fe－Ｂ相的结晶体积分数逐渐增大；随着热处理时间的延长，晶粒尺寸逐渐增大。Fe73Si13B10Cu1Nb3（at%）非晶粉末580℃、60min（图2）热处理能获得较高Bs139.67 emu/g与最低Hc=6.54A/m，软磁性能最优异。
近年来，我国众多企业、科研单位在非晶合金粉末产业开发与应用研究上，取得显著成绩，产生好效益，但在产业化推进中，也遇到很多问题，亟待研讨交流并联合攻关。2024年12月4日即将在唐山召开的第四届非晶合金粉末应用与发展论坛，将有有许多专家、工程师将介绍最新研究成果、最新开发产品和最新应用领域。
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