激光诱导Fe基非晶合金表面纳米晶化.pdf

东北大学硕士学位论文摘要激光诱导Fe基非晶合金表面纳米晶化摘要脉冲激光辐照Fe基非晶带材料是一种激光非晶表面纳米化的新技术,激光诱导Fe基非晶纳米化是目前激光固相法制备纳米材料研究领域的前沿课题。本文使用脉冲激光辐照FeTsSi2816Ni4M03、Fe78Si9813非晶带,诱导其表面产生晶化相,形成纳米晶化相加非晶相的双相组织,以改善材料的综合磁性能。主要利用x射线衍射、扫描电镜、透射电镜、穆斯堡尔谱、静态磁性能测量仪、差示扫描量热分析仪、显微硬度仪等分析手段,系统研究了激光辐照纳米晶化后样品的晶化相组织结构、形貌、大小数量、表面显微硬度和磁性能之间的关系,并探讨了脉冲激光诱导Fe基非晶纳米化的机理。实验结果表明,脉冲激光在一定的优化工艺条件下,辐照非晶 Fe75Si2816Ni4M03、Fe78SigBl3材料髓够产生表面晶化,形成纳米晶化相加非晶相的双相组织结构。通过控制激光工艺参数,可以得到不同数量、结构的纳米晶化相。在激光辐照Fe78Si9813非晶的实验中,选择脉冲激光电流I=100A,频率f=30HZ, ,m,光斑直径d=10mm,扫插速度v=10mm/s、— 较低激光能量下,生成内磁场约为130kOe的Ⅱ.Fe(si)亚稳固溶体; ,样品产生内磁场较大的()(Si)纳米相,晶化相不仅晶化率增加,而且晶粒尺寸也明显增大,大小在10—30rim之间。脉冲激光辐照后样品的晶化率随着激光扫描速度的增加而降低,随着激光脉宽、电流和扫描次数的增加而增加。脉冲辐照后样品表面的显微硬度增加,随着激光扫描速度的增加而降低,随着激光脉宽、电流的增加而增加。对较低能量激光辐照后()晶化率较低的Fe79SbBl3非晶样品进行静态磁性能检测, 初始磁导率减小、最大磁导率增加,剩磁比增加、矫顽力略有增加,磁性得到了改善。纳米晶化相分布在Fe基非晶带的表层,,m之间,随着激光能量和扫描次数增加而增大。晶化层之外部分仍为非晶,因而激光表面晶化具有较好的韧性,不易脆裂。激光加热的能量密度高、冷凝速度快,并且对非晶表面有应力作用,这促使非晶材料表面原子扩散重排,形成了新的Fe-Fe富集, B原予从问隙位置中析出,产生空位,从而加速了非晶表面中原子的扩散形核,生东北大学硕士学位论文摘要成为c【.Fe(si)纳米相或亚稳相,。通过控制激光脉宽、电流、扫描速度和扫描次数等工艺参数,可以在常温常压下,快速、可控地利用激光晶化法制备出铁基非晶纳米晶合金。关键词:Nd:YAG脉冲激光,非晶Fe75Si2816Ni4M03、Fe78Si9BJ3合金,表面纳米化,a-Fe(si)纳米相,磁性,穆斯堡尔谱,超精细结构。东北大学硕士学位论文 ABSTRACT Pulsed laserinduced Fe—based amorphous alloys surface nano—crystallization ABSTRACT Pulsed laserirradiates on theFe—based amorphous alloys is anew technology of amorphous alloys surface narlo—crystallization by present,pulsed laser irradiates on theFe·—basedamorphous toinduce nano.-crystallization is an advanced subject intheresearch ofpreparing nano—materials by means oflaser irradiation on solid laserirradiating ontheFe75Si2816Ni4M03,FeTsSi9Bi amorphous alloys, induces crystal phase appearing in the surface,produces the fixed amount of nano·crystal phase and amorphous phase toform double phase structure material, accordingly,to improved integrative ism analyzing theX-ray diffraction,SEM,TEM,M6ssbauer S