一、非晶态合金薄带制取装置(论文文献综述)
周娟[1](2013)在《Fe基纳米晶磁粉芯制备与性能研究》文中进行了进一步梳理摘要:纳米晶软磁材料凭借其独特的结构、优异的磁性能和低廉的价格而倍受关注。同时,纳米晶磁粉芯是制作电感器件、尤其是高频大电流大功率电路电感的重要元件。因为其优越的软磁性能,在部分场合可以代替传统的Fe-Ni、MPP和Sendust粉芯的使用。本文根据企业对产品应用的性能指标要求和实际生产条件,确定了适宜大规模化生产的合金成分,探索了不同的粉末制备工艺和粉芯制备工艺对粉芯相对密度、压溃强度、频率特性、频谱特性、直流叠加特性、矫顽力及损耗的影响,获得了以下结果:(1)与Fe73Si3B24非晶合金相比较,Fe78.4Cu0.6Nb2.5Si9.5B9非晶合金的初始晶化峰与二次晶化峰之间的间距、初始晶化阶段与二次晶化阶段的表观激活能差值均较大,即Fe78.4Cu0.6Nb2.5Si9.5B9非晶合金能更好地通过晶化退火获得具有良好软磁性能的“非晶+纳米晶”双相结构。该合金适宜的晶化处理工艺为:升温速率为25℃/min时,升至540℃保温40min。(2)采用薄带破碎法、高压气体雾化法及雾化粉末球磨法均能制得纳米晶软磁粉末。随着球磨时间的延长,雾化粉末的晶面间距增大,非晶含量增加,晶粒尺寸减小,微观内应变增大。Fe78.4Cuo.6Nb2.5Si9.5B9雾化粉末经过202h球磨后,非晶含量达到约98%;而Fe73Si3B24雾化粉末经过202h小时球磨后,其非晶含量约为78%。粉末的饱和磁感应强度基本不随球磨时间延长而变化,但是矫顽力因内应力增大而有上升的趋势。(3)研究了粉末颗粒尺寸、包覆剂种类及含量、压制压力、退火温度及粉末配比等条件,对磁粉芯的机械性能及磁性能的影响规律。使用较粗颗粒(>150μrn)的薄带破碎粉末,可以制备高压溃强度和有效磁导率的磁粉芯,而使用较细(<40μm)的雾化粉末可制备具有良好频率、频谱、直流叠加和损耗特性、低矫顽力的磁粉芯。采用有机包覆剂的粉芯比采用无机包覆剂的粉芯具有更优良的软磁性能。随着包覆剂含量的提高,粉芯有效磁导率下降、矫顽力增大、损耗降低,直流叠加特性提升。提高压制压力可提高磁粉芯的相对密度、压溃强度及有效磁导率,降低粉芯的矫顽力及损耗,但对磁粉芯直流叠加特性的影响不大。当退火温度低于400℃时,随着退火温度的提高,磁粉芯的相对密度、压溃强度变化不大,但有效磁导率增大、矫顽力与损耗降低;当退火温度为450℃时,组成磁粉芯的磁性粉末表面包覆层会受到破坏,虽然粉芯的矫顽力仍降低,但其涡流损耗急剧增大,总损耗也会升高。适宜的粉末配比:(a)80%100-150μm薄带粉+20%<40μm薄带粉和(b)55%100-150μm薄带粉+45%<40μm雾化粉可以显着提高磁粉芯的有效磁导率,较好的改善频谱特性和直流叠加特性,并有效降低矫顽力,控制损耗。该两种配比方式的磁粉芯的直流叠加性能与美国阿诺德公司生产粉芯性能相当,并已实现了工业生产。文中包含图105
宋翀旸[2](2003)在《非晶纳米晶软磁材料的制备及其性能研究》文中指出本文研制了铜辊直径450mm,宽度150mm的单辊熔体自旋设备,其径向跳动为±15μm,循环水冷却,密封良好,最大线速度达35.37m/s。从设计、加工、安装过程中保证了该设备所需精度,完成了实验室条件下制备非晶薄带,并为产业化创造了条件。本文选取Fe78Si9B13、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9、Fe74Cu1Mo2Nb1Si13B9、Co66Fe4NiB14Si15和Fe16Ni60Cr4B16Si4五种成分的合金作为研究对象,运用差热分析(DTA)、X衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、扫描电镜(SEM)等多种测试手段和设备对其性能进行分析,获得了非晶纳米晶软磁合金最佳综合性能的热处理工艺。 研究表明,非晶态合金随着热处理温度升高,均发生不同程度的晶化,一定成分的Fe基非晶合金在最佳温度范围内退火处理后可获得由非晶和纳米晶组成的复相组织,晶粒尺寸可达到8~16nm。另外,处于热力学亚稳态的非晶软磁合金在退火过程中发生结构重排,导致条带变脆,通过调整热处理工艺可以改善脆性,实现非晶合金延性与磁性较佳的配合。结果表明Fe78Si9B13、Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9、Fe74Cu1Mo2Nb1Si13B9合金分别在753K、813K、773K退火1h后合金材料具有优良的综合性能。同时Cu、Nb、Mo等元素的加入有助于提高晶化温度,稳定非晶相组织。其中Cu原子对α Fe-Si相纳米晶粒的形核有重要影响。Nb与B等元素有着择优键合作用,形成团簇结构直接影响着非晶相的热稳定性、Fe2B的析出和纳米结构α Fe-Si晶粒的长大。 通过对比五种合金非晶晶化行为发现,833K退火1h后,Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金与Co66Fe4NiB14Si15合金具有相似的软磁性能,Co66Fe4NiB14Si15合金晶化后晶粒较大,耐腐蚀性不如Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金。773K退火1h后,Fe16Ni60Cr4B16Si4合金晶粒长大达1μm,其软磁性能介于Fe78Si9B13合金和Co66Fe4NiB14Si15合金之间。Fe基纳米晶软磁合金Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9退火后晶化相稳定,晶粒细小可达8~11nm,磁性的温度稳定性和时间稳定性较高,因此具有更广阔的应用前景。
沈楚英,潘庭俭,吴阳阳,苏竞高[3](1990)在《非晶态合金薄带制取装置》文中研究指明应用急冷技术制成非晶态合金薄带的研究工作,目前在国内发展较快.随着产品需求量的增加,新工艺、装备、技术研究必须由实验室走向工业生产.本文介绍 50 kg级非晶薄带制取装置.该设备设计结构独特,技术先进,是目前我国容量较大、功能较全的非晶薄带制取装置之一.在该装置上已获得Fe基和FeNi基非晶合金宽带,产品性能良好.
余东满[4](2007)在《铁基非晶纳米晶合金的制备、晶化及软磁性研究》文中进行了进一步梳理信息产业的飞速发展给传感器提出了更高的要求,发展和应用得比较成熟的一些磁性传感器逐步显现出自身存在的某些局限。而材料研究的进展,为磁传感器的性能改善和新器件的开发,开辟了广阔的前景,其中软磁性材料的发展为这一需求指出了新的方向。由于软磁性材料组成的器件具有灵敏度高、体积小、响应快及非接触等特点,普遍认为,它在磁传感器和磁记录方面具有十分诱人的应用前景。铁基非晶纳米晶复合软磁性材料具有高磁导率、高饱和磁通、低矫顽力、低铁损和频散特性等优点,是目前世界上公认的综合性能最好的软磁材料。这种材料已在很宽的领域内代替钴基非晶和铁基非晶用于制造共模扼流圈、高频开关电源、高频逆变器、零序互感器等电气元件,同时也是高灵敏度保真磁头,高性能磁放大器等元件的最佳材料。本文以铁基大块非晶为研究对象,对非晶纳米晶的制备工艺、形成能力、晶化行为、微观结构和软磁性能进行了研究。研究结果表明:(1)采用单辊快淬法可以制备出铁基非晶合金薄带,观察合金的X射线衍射图,可以看出衍射谱为典型的非晶形态,即具有两个明显的宽峰,而未观察到明显的晶化峰存在,表明该样品是非晶结构。(2)观察铁基非晶经过等温退火后的的透射电镜图像,发现非晶基体上析出了均匀的纳米晶结构。Fe69.5Zr9Cu1Nb3Si10.5B7与Fe75.5Co3Cu1Nb3Si10.5B7合金经过773K退火以后,在非晶基体上析出了形状不规则的纳米晶颗粒,晶粒尺寸分别介于7~13 nm和20~60nm。对于等温退火铁基非晶合金采用X射线衍射和差示扫描量热的方法分析了纳米晶化后材料的组织与性能。(3)从热力学角度研究铁基非晶的形成能力,发现合金具有较低的临界冷却速率,约化玻璃转变温度均布在0.65左右,铁基非晶合金随着Zr元素或Co元素的添加,过冷液相区变宽。(4)元素Zr的含量并不能对铁基合金的晶化激活能产生明显影响,增加元素Zr轻微地增加了晶化激活能,但元素Zr含量超过10.5%以后,晶化激活能不再增高反而有降低趋势。通过VFT方程可以准确地描述铁基非晶的晶化转变温度与加热速度之间的关系,并且可以求出非晶的晶化转变温度。元素Zr的添加使得α-Fe相的峰的位置向右稍有偏移,同时退火使得晶化峰的强度更高,表明Zr的加入使得晶化更容易发生,晶化量也更大。但是Zr的含量进一步增大,晶化峰的强度不再增高反而降低。(5)退火温度介于623K~823K之间,合金的初始磁导率随退火温度升高而增加,矫顽力随退火温度升高而降低,退火温度继续升高,则合金的初始磁导率随退火温度升高而降低,矫顽力随退火温度升高而增加。在适宜的退火温度范围(773K~873K)内退火,铁基合金的磁性能较稳定,能够取得较高饱和磁化强度并且合金的晶化均匀。(6)与退火温度相比,退火时间对铁基合金的饱和磁化强度不产生显着性影响。退火温度对铁基合金的磁后效影响明显,随退火温度的升高,磁后效得到降低。增加元素Zr的含量,有促进铁基合金磁后效降低的趋势,而增加元素Co的含量,不能促进合金磁后效的降低。元素含量对剩余非晶相也具有相同的影响,可以认为剩余非晶相是影响磁后效的一个主要原因。
龙琼[5](2014)在《磁场下复合电沉积法制备Fe-Si镀层的基础研究》文中研究表明硅钢薄带是一种广泛应用于电力、电子工业的重要软磁材料。相比于传统硅钢片材料,6.5wt%的硅钢薄带具有更高磁导率、低磁致伸缩和低铁损等优异的软磁性能及高频特性,对降低变压器的噪声和实现电机、电器的超小型化和超大型化、减少能耗都极为有利,因此一直以来被作为高频铁芯的理想材料而倍受广泛关注。但是,随硅含量的增加,硅钢质地变脆,其加工性能变差,难以采用传统方法轧制成型,因而严重制约了高硅钢薄带的生产及应用。目前,国内外学者对6.5wt%Si的高硅硅钢薄带的制备方法进行了很多研究,并提出了多种制备工艺,如特殊轧制法、快速凝固法、化学气相沉积法(CVD法)、等离子体化学气相沉积法(PCVD法)、熔盐体系化学还原法、粉末冶金法等。其中日本NKK公司开发的CVD法成功实现了小型工业生产,但由于其制备条件苛刻,对设备要求高,而且具有能耗高、硅钢表面质量差、铁流失严重等缺点,严重阻碍了其大规模化生产。因此,开发廉价高效的高硅硅钢薄带制备方法仍然亟待解决。本文依托的国家自然科学基金重点项目,首次提出在磁场下利用复合电沉积工艺制备高硅Fe-微米FeSi复合镀层,并结合热处理工艺制备近终型的均质高硅钢薄带的工艺设想,这一设想为解决高硅钢薄带的制备提供了可能。但如何制备出高硅的复合镀层,以及磁场如何影响FeSi和纯Si颗粒的复合电沉积过程,则是需要深入研究的课题。本文采用了水平磁场和竖直磁场,通过调节磁感应强度、电流密度和改变磁场与电场方向(平行磁场和垂直磁场)以及采用不同电极排布(水平电极和竖直电极)方式,开展了以下几方面的基础研究。(1)考察了无磁场下Fe-Si颗粒中硅含量(质量分数分别为30%、50%、70%Si、100%)、颗粒浓度、搅拌速度、电流密度以及电极排布方式对镀层形貌及颗粒含量的影响。研究发现采用竖直电极电镀时,当颗粒浓度为10g/L、电流密度为2A/dm2、搅拌速度为60rpm时,采用Fe-30wt%Si、Fe-50wt%Si、Fe-70wt%Si和Si颗粒获得的镀层硅含量均达到最大值,分别为2.36wt%、1.92wt%、1.49wt%、1.23wt%。同时发现颗粒自身的导电性是影响镀层硅含量最重要的因素。导电性强的Fe-Si合金颗粒在电镀过程中以“包覆型”式复合,有利于颗粒进入镀层;而导电性差的Si颗粒则以“包嵌型”式进入镀层,不利于颗粒进入镀层。采用水平电极电镀时,颗粒粒径和颗粒硅含量是引起镀层硅含量最重要的因素。大粒径和高硅含量颗粒获得的镀层硅含量较高。采用10g/L粒径为2.5μm的Fe-30wt%Si、Fe-50wt%Si、Fe-70wt%Si和Si颗粒获得的镀层硅含量能分别达到12.65wt%、21.33wt%、35.22wt%和37.94wt%。(2)考察了水平磁场对Fe-Si复合电镀过程的影响。当采用竖直电极平行磁场电镀时,当磁感应强度低于0.5T时,由于受到梯度磁场力的作用,Fe-Si合金颗粒镀层表面出现很多宏观“针状”突出物。随着磁场强度的增加,镀层针状突出物结构明显减弱,当磁场强度达到1T时,在MHD效应和梯度磁场力共同作用下针状突出物转变为微观“圆丘状”Fe-Si突出物。而且随着镀层颗粒的增加,圆丘状突出物半径显着降低。而纯Si颗粒镀层表面并未出现这种针状或者圆丘状高硅突出物,而是出现了“豆状”铁基质突出物,这主要是由于电极表面局部电流密度增大引起的。同时,Fe-50wt%Si、Fe-70wt%Si和Si颗粒镀层硅含量均随着磁感应强度的增加而显着增加,其中纯Si颗粒镀层硅含量从无磁场的1.23wt%增加到激增1T的39.8%。这主要是由于微观-MHD效应引起的。采用竖直电极垂直磁场电镀时,获得的镀层表面比较平整,没有出现针状突出物。同时,镀层颗粒含量显着提高,采用Fe-50wt%Si和Fe-70wt%Si颗粒镀层硅含量在1T磁场下获得的镀层硅含量可达到10wt%,而纯Si颗粒仅出现一个平缓的上升趋势,这主要是由于颗粒受到电极的梯度磁场力所引起的。当采用水平电极垂直磁场电镀时,镀层中硅含量随着磁场强度的增加而显着下降。而且施加的颗粒自身硅含量增加,镀层硅含量变化值越大,采用纯Si颗粒获得的镀层硅含量从0T的37.94wt%下降到1T的3.42wt%,而Fe-30wt%Si颗粒仅仅从0T的12.65wt%下降到1T的10.32wt%。这主要是由磁场与电流的交互作用产生的MHD效应与阴极对颗粒的梯度磁场力共同作用所引起的,Fe-Si颗粒由于具有高磁化率,铁电极对Fe-Si颗粒具有较大的吸引力从而阻碍了其从电极表面的逃逸。(3)鉴于水平磁场磁感应强度的限制(小于1T),有必要考察强磁场(大于1T)对复合电镀的影响规律。利用竖直强磁场,作者考察了磁感应强度和电流密度在垂直磁场和平行磁场下对复合镀层结构、形貌和成分的影响规律。当磁场和电流垂直时,Fe-Si颗粒镀层出现了很多由Fe-Si颗粒所组成“条纹状”突出物。同时Fe-50wt%Si和Fe-70wt%Si颗粒镀层硅含量随着磁感应强度的增加而增加,而Fe-30wt%Si和Si镀层硅含量基本保持平稳,维持在4wt%-7wt%左右。当采用水平电极电镀时(电流与磁场方向平行),用Fe-30wt%Si和Fe-50wt%Si颗粒复合镀获得的镀层也出现了明显的“圆丘状”突出物;采用纯Si颗粒电镀获得的镀层表面也出现“豆状”突出物。随着磁感应强度的增加,所有类型颗粒获得的镀层其硅含量均随着磁感应强度的增加而降低,这主要是由于析氢反应以及MHD效应引起的溶液扰动造成的。(4)考察了磁场对阴极电流效率的影响。在无磁场下电镀时,阴极电流效率随着电流密度的增加而显着增加。而施加磁场后,阴极电流效率随着磁感应强度的增加而明显降低,而且采用垂直磁场电镀时阴极电流效率比采用平行磁场电镀的低,采用竖直电极电镀的阴极电流效率比采用水平电极电流效率度更低,这主要是由于MHD流动以及析氢反应引起的电镀液扰动所造成的。(5)考察了磁场对镀层结构组织的影响。XRD结果发现,采用Fe-Si颗粒在2T以下平行磁场中电镀获得的镀层表面在平行于磁场方向上<100>晶向的取向度随着磁感应强度的增加而增高。这是由于作为易磁化轴方向,沿<100>方向磁化的磁各向异性能最低,因此在电沉积的过程中,<100>方向平行于磁场方向的晶粒,其较低的磁各向异性能作为额外的晶界迁移驱动力,促使该取向晶粒的总面积增加,从而使硅钢的结构形成一定的取向度。但是,进一步增加磁场,<100>晶向的取向度降低,这主要是由于MHD引起的传质效应造成的。(6)在了解磁场对复合电沉积过程具有显着的影响基础上,作者用电化学方法研究了水平磁场下磁场强度和电场排布方式对电沉积过程的影响。研究发现磁场的施加显着增加了阴极的极限电流,说明磁场的施加使得Fe2+的放电电位明显正移。由交流阻抗结果分析可知,磁场的施加降低了阴极附近电镀液的膜层阻力和Fe2+放电的电子转移阻力。这主要是由于磁场诱导的MHD效应降低了分散层厚度,促进了离子向阴极表面的传输作用。综上所述,本文的研究结果表明,磁场对FeSi颗粒的复合电沉积过程的传质过程、电子转移过程、镀层的形核长大过程均产生了显着的影响。一方面由于磁场和电场的交互作用产生的MHD流动增强了电镀液的传质作用,从而影响了镀层形貌及其颗粒含量;另一方面,由于采用了具有软磁性能的铁基电极和颗粒,因此,磁性颗粒还会受到电极的磁场梯度力的作用。因此,本文的研究对制备新型复合材料、功能材料均提供了重要的借鉴意义。
张淦[6](1989)在《非晶态金属材料的产品和标准化》文中进行了进一步梳理本文以上海钢铁研究所的非晶态材料产品开发研究和推广应用现况出发,介绍了我国冶金系统建立非晶态材料产品统一编号与标准起草和审定工作。以供从事非晶态材料科研生产和管理人员作概貌性的了解,以期待能促进我国非晶态材料的产业化进程。
林怀俊[7](2014)在《镁基纳米复合材料和金属玻璃的储氢性能》文中研究说明镁基材料具有高的储氢和储能密度、吸放氢可逆性好、资源丰富、价格低廉和环境友好等优点,是有良好应用前景的一类储氢、储热和储能材料。但是其过高的吸放氢温度和制备工艺存在诸多不足等问题严重地限制了其实际应用,同时,镁基材料缺乏基础储氢理论的重大突破使得科学家在改善其性能的道路上步履维艰。本文绪论部分首先综述氢能经济、金属氢化物的发展历史,继而分析镁基储氢材料的研究现状,重点指出其存在的主要问题以及应对的方法。在本博士论文研究中,我们提出用原位纳米化和金属玻璃来改善储氢性能等两条研究思路。在制备工艺上,重点开发易于工业化的方法制备纳米晶合金和金属玻璃。在基础研究上着重其微观结构、储氢性能和储氢机理。一方面,改善镁基材料的储氢性能,阐明其微观机理,也为其大规模应用提供新型高效的制备途径;另一方面,通过研究金属玻璃的储氢性能为储氢材料领域开发一条新颖的道路,并对氢能源相关器件和材料、非晶态材料的微观结构和物理性质等研究起到一定的理论支撑作用。本文第二章在传统的Mg3LaNi0.1合金的基础上,通过快速凝固处理改善了感应熔炼造成的晶粒粗大和不均匀性并研究了其储氢性能提升的微观机理。快速凝固处理可以显着地提高镁基合金的储氢动力学性能、降低吸放氢温度,并提高材料的可逆储氢量。快淬Mg3LaNi0.1合金的储氢量达到3.1wt.%,脱氢起始温度低至224oC。快淬处理之后合金晶粒得到细化,同时均匀性得到有效提升,进而使得氢化反应获得的氢化物的均匀性得到改善,纳米结构的LaH3和Mg2NiH4催化剂弥散分布也有利于MgH2的吸放氢反应。另一方面,我们还对Mg-Ce-Ni体系的玻璃形成范围(GFR)进行研究,借此找到含镁量最高的非晶成分Mg90Ce5Ni5,并对比研究其晶态和非晶态合金的储氢性能以及其微观机理。结果表明镁基材料体系的成分设计对改善其储氢性能有着重要作用,本文研究思路对镁基储氢材料的成分设计有一定的指引作用。本文第三章研究了活化工艺对镁基快淬合金的微观结构和储氢性能的影响,指出较高的氢压力和较低的活化温度有利于从非晶合金转变为晶粒细小的纳米氢化物复合材料,简单地通过控制活化工艺可以获得晶粒尺寸约10nm的氢化物复合物,显着地提高其动力学性能,研究结果为提高镁基材料的储氢性能提供了一条简单、高效的途径。另一方面我们还研究了镁基纳米复合氢化物材料在吸放氢循环过程中的微观结构和储氢性能演变,指出了在吸放氢循环过程中材料的晶粒、颗粒尺寸逐渐增大而导致材料无法得到热力学层面的改性,对于镁基储氢材料的实际应用中有一定的指导意义。本文第四章将Mg-Ce-Ni非晶合金作为前驱体制备纳米MgH2-Mg2NiH4-CeH2.73复合物,在此基础上通过氧化处理的方法原位合成纳米MgH2-Mg2NiH4-CeH2.73/CeO2复合物。通过HRTEM、EDS和FFT等证明CeH2.73/CeO2是具有立方对立方共生结构的纳米颗粒,发现纳米CeH2.73/CeO2共生相可以显着地提高MgH2的储氢性能,当CeH2.73和CeO2的摩尔比为1:1的情况下对MgH2脱氢的催化效果最好,MgH2的脱氢温度降低了210oC。通过原位HRTEM观察和第一性原理计算等阐明了纳米CeH2.73/CeO2共生相对MgH2脱氢性能提升的催化机理,指出了CeH2.73/CeO2界面处的自发脱氢效应是催化效应的主要原因,纳米CeH2.73/CeO2共生相是一类新型的―氢泵‖。本文第五章研究了一系列镁基金属玻璃的储氢性能。在室温下,镁基非晶结构与储氢量有密切关系,非晶含量越高越有利于氢的存储,非晶态的Mg90Ce5Ni5合金吸氢量约为晶态结构的两倍。在较高温度下(但低于晶化温度Tx)镁基金属玻璃可以大量吸氢接近5wt.%,比起同成分的晶态材料储氢量具有明显优势,吸氢之后金属玻璃转变为金属玻璃氢化物,Raman光谱表明镁金属原子对随着吸氢量增大而变得越来越有序,AFM和球差矫正HRTEM直接观察了吸氢前后金属玻璃的原子结构转变,XPS表明生成的金属玻璃氢化物为介于晶态Mg和MgH2的中间状态,通过对脱氢过程观察和理论计算模拟等方法研究了氢在金属玻璃中的占位。另一方面,我们还通过成分和结构调控、尺寸降低和添加催化剂的方法改善镁基金属玻璃的储氢性能,将镁基金属玻璃的起始脱氢温度降低至约150oC。研究结果表明镁基金属玻璃是一类新型的氢能材料,在氢相关领域有着广阔的应用潜能。
唐坚[8](2013)在《金属软磁磁粉芯研究》文中认为金属磁粉芯是一种由磁性粉末经过绝缘包覆后,通过粉末冶金方法制成的一种复合软磁材料,由于构成磁粉芯的磁性颗粒之间彼此绝缘,增大了颗粒之间的电阻率,使磁粉芯的损耗大大降低,从而保证了磁粉芯在较宽的频率范围内保持稳定,这是磁粉芯最突出的优点。其特殊的软磁性能使其在许多应用场合具有其他磁性材料难以比拟的优势,被广泛用于电讯、雷达、电视、电源、太阳能发电等领域。本文的主要研究工作是以粉末冶金生产工艺为基础,借鉴传统磁粉芯的工业生产工艺,系统研究了粉末形貌、粒度、绝缘包覆、压制工艺、去应力退火等制备工艺对Fe78Si9B13非晶磁粉芯和水雾化Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7纳米晶磁粉芯磁性能的影响规律,制备出了性能较高的磁粉芯。运用改进工艺制备出性能较高的Fe17Ni81Mo2磁粉芯。在此基础上,研究了磁场退火处理对金属软磁磁粉芯性能的影响。得到主要结论如下:(1)非晶Fe78Si9B13磁粉芯的磁性能与粉末的形貌密切相关。机械破碎法得到的粉末多为片状,存在大量尖角,不利于绝缘包覆;气流破碎法得到的粉末多为圆片状,边缘比较平滑,利于绝缘包覆。利用气流破碎法得到的粉末制备的磁粉芯性能较好。同时随粉末粒度的增大非晶Fe78Si9B13磁粉芯的磁导率增大,损耗也升高。通过适当的粒度级配可以有效地降低磁粉芯的损耗,提高磁粉芯的频率特性。实验发现,非晶Fe78Si9B13磁粉芯最佳的粒度级配为:75~100μm占70%,61-75μm占10%,45~61μm占20%。(2)钝化处理可以使非晶Fe78Si9B13磁粉表面形成一层均匀的磷化膜。磷化膜可以极大提高磁粉的电阻率,进而提高磁粉芯的软磁性能:即频率稳定性更好,损耗更低,品质因数更高。(3)有机+无机绝缘包覆方法适合制备高性能的金属磁粉芯。添加绝缘介质可提高磁粉芯的电阻率,降低涡流损耗,提高品质因数;但绝缘介质过多会使磁粉芯磁导率降低。增加成型压力可以提高磁粉芯的压溃强度、密度、磁导率,降低矫顽力和损耗;但是过高的压力会损伤模具。提高退火温度能够有效地提高磁粉芯的磁导率,降低磁滞损耗;而过高的退火温度会恶化磁性能。(4)与普通退火相比,纵横向磁场退火均能提高非晶Fe78Si9B13磁粉芯的磁导率和品质因数,降低损耗和矫顽力,其中纵向磁场退火的磁粉芯综合磁性能较好。研究结果表明,非晶Fe78Si9B13磁粉芯的最佳制备工艺参数为:绝缘剂添加量为4%,成型压力为1800MPa,退火温度为350℃,加纵向磁场1h。相应的非晶磁粉芯的性能为:1000kHz,3mT下,磁导率为50.6,总损耗为52.31kW·m-3。(5)通过球磨工艺可以改善Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7纳米晶磁粉的形貌,从而有助于提高磁粉芯的磁性能。球磨2h后磁粉芯的磁导率较高,频率稳定性较好,损耗较低。通过对比确定Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7纳米晶磁粉芯综合磁性能较好的粒度级配为:154~224μm占10%,75~154μm占10%,45~75μm占10%,30.8-45μm占70%。(6)随着绝缘剂添加量的增加纳米晶磁粉芯的损耗降低,但添加过多的绝缘剂会降低磁粉芯的磁导率;通过增大成型压力可以有效的增加纳米晶磁粉芯的磁导率和密度,降低损耗和矫顽力,但成型压力过大会使晶体内部产生大量的位错等缺陷,从而降低磁粉芯的综合磁性能;提高退火温度可以更好的去除磁粉芯内部的内应力,从而提高磁粉芯的磁导率和品质因数,降低损耗和矫顽力,但过高的退火温度会破坏磁粉芯内部结构,并使纳米晶晶粒尺寸长大,造成磁各向异性加大,从而恶化磁性能。(7)实验发现,Fe73.5cu1Nb3Si15.5B7纳米晶磁粉芯的最佳制备工艺参数为:绝缘剂添加量为3%,成型压力为1800MPa,退火温度为500℃,退火时间为1h。相应纳米晶磁粉芯的性能为:1000kHz,20A·m-1下,磁导率为42.5,总损耗为12.25kW·m-3。(8)改进的工艺能够有效地提高磁导率,降低损耗,提高品质因数。同时能有效提高工作效率,节约能源。退火处理能有效消除内应力,提高磁性能。Fe17Ni81Mo2磁粉芯退火处理条件为650℃×1h时,磁粉芯的综合性能最好。(9)大粒度的磁粉制备的磁粉芯磁导率较高,但品质因数Q值较低。为了得到综合性能较好的磁粉芯,应该选择合适的粒度级配。对比发现,当大于75μm的粉末占80%,61~75μm粉末占20%时,Fe17Ni81Mo2磁粉芯的综合磁性能最佳。(10)对Fe17Ni81Mo2磁粉芯的磁场退火研究发现:磁场退火对磁粉芯的磁导率影响较小。纵横向磁场退火均能显着降低磁粉芯的损耗,提高品质因数。综合来看纵向磁场退火有利于综合性能的提高。磁性能为:在3000kHz,20A·m-1下,磁导率为59.2,总损耗为28.69kW-m-3。
陈超[9](2019)在《永磁同步伺服系统在非晶带材生产线上的应用研究与设计》文中研究表明铁基非晶合金带材具有优异的导磁性能,主要应用领域是非晶变压器,是变压器铁芯制作中最有发展前景的材料之一。近年来,随着我国非晶合金带材技术快速进步,北京和青岛、宁波等地的带材生产企业相继增设了万吨级非晶薄带生产线,但生产线上带材抓取和卷取系统都采用的是国外引进的西门子异步电机系统,异步电机由于其机械特性较软,无法保证系统的收卷转速和张力控制在误差以内,使得带材卷取率较低;若采用直流电机双闭环伺服系统,其控制精度仍达不到要求;而永磁同步电机机械特性要优于异步电机,同时配置高精度测速编码器、矢量变频器及工控机专用软件,组成永磁同步电机伺服传动系统,使得非晶带材的同步抓带和恒张力卷取性能有了显着提高。在这种背景之下,本文对基于永磁同步伺服系统的非晶带材生产线的抓带和卷取系统进行了设计。论文先是对永磁同步伺服电机的稳态运行性能进行了分析,然后对控制系统的硬件配置以及软件构建系统进行研究,再对卷取机实际速度控制和实际转矩控制进行了仿真实验,采用国产的永磁同步电机和变频器及PLC,设计制作了实际控制系统装置,解决了收带过程中的卷取辊与喷带辊的同步抓取和恒张力控制问题,最后通过现场所记录实验据和对不同生产线的带材质量进行检验的对比,验证了在永磁同步伺服系统下,张力更稳定、带材各项指标更符合预期。
郝仪[10](2012)在《强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金表面微观组织及性能影响研究》文中进行了进一步梳理过共晶铝硅合金作为一种重要的铸造合金,由于具有热膨胀系数低、密度小、比强度高、耐磨和耐蚀性好等优良特性在汽车制造及航空航天等领域得到了广泛应用。但在传统铸造条件下,过共晶铝硅合金组织中普遍存在的粗大初生硅相严重地割裂基体,恶化了合金的性能,从而限制了其工业应用范围。强流脉冲电子束是近年来得到迅速发展的一种新型表面改性技术,通过电子束与材料表面相互作用所导致的超快速加热和冷却过程使材料表面发生远离平衡态的非平衡凝固,达到常规表面处理方法所无法实现的特殊改性效果。本文首次采用强流脉冲电子束对铸造过共晶铝硅合金(Al-15Si、Al-17.5Si和Al-20Si)进行表面改性处理,以细化粗大块状初生硅和针状共晶硅为主要目的,深入研究脉冲电子束作用下合金表面微观组织的变化,以及不同脉冲次数处理对合金表面硬度和耐磨性的影响。首先通过SEM、EPMA、金相和XRD等分析方法对强流脉冲电子束处理后过共晶铝硅合金表面形貌及微观组织进行了研究,得到了以下主要结果:1)合金表面粗大初生硅形成典型的“晕圈”结构,随着脉冲次数增加“晕圈”结构呈现得更加明显,初生硅与铝基体之间更好地相互熔合;2)Al-17.5Si合金基体表面分布着许多圆形纯Al颗粒,随着脉冲次数增加纯Al颗粒的尺寸逐渐减小且大小均匀。5次脉冲处理使Al-15Si合金基体表面α(Al)枝晶得到明显细化;3) Al-15Si合金经电子束处理后Al、Si衍射峰宽化并向高角度偏移,Al(111)和Si(111)晶面的d(111)值减小,Al晶格常数也减小,晶格发生畸变。25次脉冲处理使合金表层呈现出Al(200)晶面的择优取向;4)电子束处理使合金表面形成几微米厚度的重熔层,组织细化且成分均匀,重熔层下方为热影响区和未受影响的基体。随着脉冲次数从5次增加至25次,Al-15Si合金表面重熔层的厚度从4.4μm增加到5.6μm,而在25次脉冲处理后Al-20Si合金表面重熔层厚度约为4μm。采用TEM和拉曼光谱分析证实了强流脉冲电子束处理使过共晶铝硅合金表层形成亚稳态结构,其结果概括如下:1)合金表层形成两种类型的纳米硅晶粒,一种是游离存在的纳米硅晶粒,平均晶粒尺寸在30~100nm之间。而另一种是弥散分布的细小等轴的纳米硅晶粒,平均晶粒尺寸为5y20nm,且优先在晶界和亚晶界等高缺陷处析出;2)通过TEM观察到大量硅原子在铝晶粒中的某些区域偏聚存在,且多数聚集在铝晶粒边缘处,硅原子滞留在铝晶格中形成过饱和铝基固溶体。通过EDS分析可知Al-15Si合金15次脉冲处理及Al-20Si合金25次脉冲处理后硅在铝中的平均固溶度分别为8.54%和8.9%;3)TEM分析显示15次脉冲处理后Al-17.5Si合金最表层形成非晶氧化铝,而拉曼光谱分析结果证实Al-15Si合金经15次和25次脉冲处理后“晕圈”结构边缘区域有非晶硅生成,其特征宽带峰分别出现在468cm-1和478cm-1处;4)5次脉冲处理后Al-15Si合金α(Al)相中形成等轴状位错胞,尺寸约为200nm,胞壁为具有厚度差别的高密度位错缠结。当脉冲次数从5次增加至25次,Al-20Si合金表面局部区域产生高密度位错,并相互缠结在一起。位错缠结区域铝晶格畸变增大,衍射斑点被拉长。最后利用显微维氏硬度计和销盘式摩擦磨损试验机对强流脉冲电子束处理前后过共晶铝硅合金表面硬度和耐磨性进行了测试,主要结果如下:1) Al-15Si、AI-17.5Si和Al-20Si三种合金表面共晶组织和α(Al)的显微硬度随着脉冲次数增加都逐渐增大。与原始样品相比,25次脉冲处理后三种合金共晶组织显微硬度分别提高了约0.7倍、1倍和0.7倍,而α(Al)显微硬度依次提高了约0.7倍、1倍和1倍;2)Al-20Si合金原始组织中初生硅显微硬度没有呈现大幅度波动,平均值为8514.7MPa。但电子束处理后初生硅所形成的“晕圈”结构显微硬度从其中心到边缘呈现由大到小的梯度变化;3)三种合金经电子束25次脉冲处理后表面重熔层的显微硬度有明显增加,其数值分别为1049.3MPa、1147.4MPa和1216MPa,与距离表面140μm处基体显微硬度相比都提高了50%以上;4)电子束处理后三种合金表面耐磨性与原始样品相比均有所提高,磨损量随着脉冲次数增加先减小后增大,耐磨性呈现先提高后降低的趋势,三种合金表现出的最好耐磨性分别是各自原始样品的9倍、6.5倍和2倍。通过对Al-15Si合金摩擦系数分析,所得出的耐磨性结果与磨损量的相一致。总之,强流脉冲电子束能够诱发过共晶铝硅合金表面非平衡组织结构的形成,实现表面硬度及耐磨性的提高,是一种简单、高效的新型表面改性技术。
二、非晶态合金薄带制取装置(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、非晶态合金薄带制取装置(论文提纲范文)
(1)Fe基纳米晶磁粉芯制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 文献综述 |
1.1 研究背景 |
1.2 软磁材料 |
1.2.1 金属软磁材料 |
1.2.2 铁氧体软磁材料 |
1.2.3 各类软磁材料基本磁参数比较 |
1.3 纳米晶软磁材料 |
1.3.1 纳米晶合金的分类 |
1.3.2 纳米晶软磁合金的制备工艺 |
1.3.3 纳米晶合金的应用领域 |
1.4 纳米晶软磁材料导磁机理 |
1.5 磁粉芯 |
1.5.1 磁粉芯材料的发展 |
1.5.2 磁粉芯的成型方法 |
1.5.3 影响磁粉芯性能的因素 |
1.6 选题意义及研究内容 |
第二章 实验方法 |
2.1 实验原料 |
2.1.1 原材料 |
2.1.2 非晶带材及其破碎粉末制备 |
2.1.3 雾化—球磨粉末制备 |
2.1.4 粉末筛分 |
2.1.5 包覆剂选择 |
2.2 软磁粉芯制备工艺 |
2.2.1 粉芯制备工艺图 |
2.2.2 粉芯成型 |
2.2.3 固化及退火工艺 |
2.3 结构及显微组织分析 |
2.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
2.3.2 差示量热(DSC)分析 |
2.3.3 扫描电镜(SEM)观察 |
2.3.4 透射电镜(TEM)分析 |
2.4 性能测试及分析 |
2.4.1 薄带磁性能 |
2.4.2 粉末磁性能 |
2.4.3 粉芯相对密度 |
2.4.4 粉芯压溃强度 |
2.4.5 粉芯有效磁导率及品质因子 |
2.4.6 粉芯直流叠加特性 |
2.4.7 粉芯矫顽力及损耗 |
2.4.8 粉芯复数磁导率 |
第三章 合金成分设计及晶化动力学研究 |
3.1 粉芯合金设计 |
3.1.1 应用技术指标 |
3.1.2 材料制备条件 |
3.1.3 合金成分设计思路 |
3.2 合金成分评估及优化 |
3.2.1 合金成分评估 |
3.2.2 合金成分优化 |
3.3 合金晶化动力学研究 |
3.3.1 Fe_(78.4)Cu_(0.6)Nb_(2.5)Si_(9.5)B_9合金DSC曲线测定 |
3.3.2 合金晶化动力学参数计算 |
3.4 Fe_(78.4)Cu_(0.6)Nb_(2.5)Si_(9.5)B_9与Fe_(73)Si_3B_(24)合金晶化过程研究 |
3.5 本章小结 |
第四章 纳米晶粉末制备方法对粉芯磁性能的影响 |
4.1 粉末制备工艺对粉末组织形貌及磁性能的影响 |
4.1.1 制备工艺对粉末组织形貌的影响 |
4.1.2 制备工艺对粉木磁性能的影响 |
4.2 粉末制备工艺对磁粉芯磁性能的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 Fe_(78.4)Cu_(0.6)Nb_(2.5)Si_(9.5)B_9纳米晶磁粉芯制备工艺对其性能的影响 |
5.1 粉体颗粒尺寸对Fe_(78.4)Cu_(0.6)Nb_(2.5)Si_(9.5)B_9磁粉芯性能的影响 |
5.2 包覆剂种类及含量对Fe_(78.4)Cu_(0.6)Nb_(2.5)Si_(9.5)B_9磁粉芯性能影响 |
5.3 压型工艺对Fe_(78.4)Cu_(0.6)Nb_(2.5)Si_(9.5)B_9磁粉芯性能影响 |
5.4 退火工艺对Fe_(78.4)Cu_(0.6)Nb_(2.5)Si_(9.5)B_9磁粉芯性能的影响 |
5.5 粉末配比对Fe_(78.4)Cu_(0.6)Nb_(2.5)Si_(9.5)B_9磁粉芯性能影响 |
5.6 研究成果的应用 |
5.7 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果目录 |
致谢 |
(2)非晶纳米晶软磁材料的制备及其性能研究(论文提纲范文)
第一章 绪论 |
1.1 铁基非晶软磁合金概述 |
1.1.1 非晶态合金 |
1.1.2 纳米晶材料 |
1.1.3 非晶态磁性材料 |
1.1.4 纳米晶软磁合金材料 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 非晶软磁合金的发展 |
1.2.2 主要应用领域 |
1.3 本课题研究的目的、意义和内容 |
第二章 单辊薄带成型装置的研制 |
2.1 非晶态合金的制备 |
2.2 薄带成型装置的选择 |
2.2.1 制备方法的选择 |
2.2.2 单辊制备法原理 |
2.3 非晶薄带成型机总体设计 |
2.3.1 单辊薄带成型装置设备总体构成 |
2.3.2 总体思路 |
2.3.3 主要技术参数及要求 |
2.3.4 薄带成型机驱动方案选用 |
2.4 非晶薄带成型机功能设计 |
2.4.1 初定带传动减速比 |
2.4.2 电机选用 |
2.4.3 带传动设计 |
2.4.4 辊面转速校验 |
2.5 单辊薄带成型设备 |
2.5.1 实验设备 |
2.5.2 加热系统 |
2.5.3 冷却系统 |
2.5.4 控制系统 |
2.5.5 施压、密封及测温装置 |
2.5.6 坩埚及喷嘴装置 |
2.6 快速凝固技术制带的关键 |
第三章 非晶纳米晶软磁合金的性能研究 |
3.1 合金体系的选择 |
3.1.1 合金成分和组元的选择 |
3.1.2 非晶晶化 |
3.1.3 纳米晶磁性能优于非晶的原因 |
3.2 试验过程 |
3.3 热力学分析 |
3.3.1 热学性能分析方法 |
3.3.2 试验结果 |
3.3.3 小结 |
3.4 X衍射分析 |
3.4.1 X衍射实验方法 |
3.4.2 试验结果 |
3.4.3 晶粒大小的计算 |
3.4.4 小结 |
3.5 磁性能研究 |
3.5.1 Fe磁性金属材料的磁性 |
3.5.2 磁性材料的特点 |
3.5.3 磁性材料的磁化曲线和磁滞回线 |
3.5.4 软磁材料的常用磁性能参数 |
3.5.5 试验结果 |
3.5.6 小结 |
3.6 微观结构分析 |
3.6.1 分析方法 |
3.6.2 试验结果 |
3.6.3 小结 |
3.7 脆性研究 |
3.7.1 脆性的产生 |
3.7.2 脆性的评定 |
3.7.3 试验结果 |
3.7.4 改善措施 |
3.7.5 小结 |
第四章 Cu、Nb等添加元素对纳米晶结构形成的作用 |
4.1 纳米晶的形成机制 |
4.2 内米晶合金结构形成的条件 |
4.3 Cu对纳米晶结构形成的影响 |
4.4 NB对纳米晶结构形成的影响 |
4.5 Mo对纳米晶结构形成的作用 |
4.6 小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的论文 |
(4)铁基非晶纳米晶合金的制备、晶化及软磁性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铁基非晶的结构、性能与应用 |
1.2.1 铁基非晶的结构与性能 |
1.2.2 铁基非晶的缺陷 |
1.2.3 铁基非晶的应用 |
1.3 影响铁基非晶磁性的因素 |
1.3.1 元素对非晶合金磁性的影响 |
1.3.2 结构对非晶合金磁性的影响 |
1.4 纳米晶软磁性合金材料 |
1.4.1 纳米晶材料 |
1.4.2 纳米晶软磁合金简介 |
1.4.3 纳米晶合金材料的发展历史 |
1.5 本文的研究意义及研究内容 |
2 样品的制备与测试 |
2.1 材料成分设计 |
2.1.1 软磁材料的设计要求 |
2.1.2 铁基非晶的成分的选择 |
2.2 非晶样品的制备 |
2.2.1 非晶合金的常用制备方法 |
2.2.2 铁基非晶样品的制备 |
2.3 纳米晶样品的制备 |
2.3.1 纳米晶合金的常用制备方法 |
2.3.2 铁基纳米晶样品的制备 |
2.4 实验步骤 |
2.5 测试方法 |
2.5.1 X 射线衍射(XRD)确定样品的相组成、相结构 |
2.5.2 差热分析(DTA)确定样品中各相的析出温度 |
2.5.3 差示扫描量热分析(DSC)确定晶化动力学参数 |
2.5.4 振动样品磁强计(VSM)测量样品磁性能 |
2.5.5 透射电子显微镜(TEM)观察样品显微结构 |
2.6 本章小结 |
3 铁基非晶合金的形成能力研究 |
3.1 铁基非晶合金的临界冷却速率 |
3.2 铁基非晶合金的约化玻璃转变温度 |
3.3 铁基非晶合金的过冷液相区 |
3.4 本章小结 |
4 铁基非晶合金的晶化动力学研究 |
4.1 非晶、纳米晶合金的微观结构分析 |
4.2 非晶合金的升温晶化行为研究 |
4.3 非晶向纳米晶转变的晶化激活能 |
4.4 晶化转变温度的计算 |
4.5 本章小结 |
5 铁基非晶、纳米晶的软磁性分析 |
5.1 铁基合金的初始磁导率和矫顽力分析 |
5.1.1 退火温度对合金初始磁导率和矫顽力的影响 |
5.1.2 退火时间对合金初始磁导率和矫顽力的影响 |
5.2 铁基合金的饱和磁化强度分析 |
5.2.1 退火温度对合金的饱和磁化强度的影响 |
5.2.2 退火时间对合金的饱和磁化强度的影响 |
5.3 铁基合金的磁后效分析 |
5.3.1 退火温度对合金磁后效的影响 |
5.3.2 元素含量对合金磁后效的影响 |
5.4 铁基合金的磁滞回线分析 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 主要研究工作 |
6.2 主要创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
附录:攻读硕士期间发表的学术论文及研究报告 |
致谢 |
详细摘要 |
(5)磁场下复合电沉积法制备Fe-Si镀层的基础研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
第二章 文献综述 |
2.1 本课题研究的目的和意义 |
2.2 硅钢的研究进展 |
2.3 硅钢的性能要求及特性 |
2.3.1 硅钢的性能要求 |
2.3.2 硅钢相图 |
2.3.3 硅钢的磁学性能 |
2.4 高硅钢的特点和应用前景 |
2.4.1 高硅钢的特点 |
2.4.2 高硅钢的应用前景 |
2.5 高硅钢的制备工艺 |
2.5.1 传统轧制法 |
2.5.2 冷轧轧制法 |
2.5.3 快速凝固法 |
2.5.4 粉末冶金法 |
2.5.5 包埋渗硅法 |
2.5.6 沉积扩散法 |
2.6 复合电沉积技术 |
2.6.1 复合电沉积技术 |
2.6.2 磁场下复合电沉积技术 |
2.6.3 磁场对复合电沉积的影响 |
2.7 本文研究内容 |
第三章 试验方法和装置 |
3.1 前言 |
3.2 实验仪器设备与材料 |
3.2.1 水平磁场实验设备 |
3.2.2 竖直强磁场实验设备 |
3.2.3 其它实验设备和器材 |
3.3 复合镀液组分及其表征 |
3.3.1 电镀液成分及工作条件 |
3.3.2 Fe-Si 合金粉及纯硅粉的制备及表征 |
3.3.3 镀件表面加工和预处理 |
3.4 分析测试方法 |
3.4.1 镀层形貌及镀层元素含量的测定 |
3.4.2 电化学测试 |
3.5 镀层制备试验方案 |
第四章 无磁场下 Fe-Si 镀层的制备 |
4.1 竖直电极电镀 |
4.1.1 搅拌速度对镀层硅含量的影响 |
4.1.2 电流密度对镀层硅含量的影响 |
4.1.3 颗粒浓度对镀层硅含量的影响 |
4.2 水平电极电镀 |
4.3 分析与讨论 |
4.4 结论 |
第五章 水平磁场对制备 Fe-Si 复合镀层的影响 |
5.1 磁场对复合镀层的影响 |
5.1.1 平行磁场对竖直电极复合镀层形貌及硅含量的影响 |
5.1.2 垂直磁场对竖直电极复合镀层形貌及硅含量的影响 |
5.1.3 垂直磁场对水平电极复合镀层形貌及硅含量的影响 |
5.1.4 电流密度对镀层硅含量的影响 |
5.2 分析与讨论 |
5.2.1 磁场与电流排布方向对 Fe-Si 镀层形貌及硅含量的影响 |
5.2.2 电极边缘梯度磁场效应 |
5.2.3 影响颗粒进入复合镀层的微观 MHD 效应 |
5.3 本章结论 |
第六章 竖直强磁场对 Fe-Si 复合电沉积的影响 |
6.1 强垂直磁场对竖直电极镀层表面形貌及硅含量的影响 |
6.2 强平行磁场对水平电极镀层表面形貌及硅含量的影响 |
6.3 强磁场下电流密度对镀层硅含量的影响 |
6.4 磁场对阴极电流效率的影响 |
6.5 颗粒在磁场中受到的电磁力的计算 |
6.6 磁感应强度对镀层结构的影响 |
6.7 本章结论 |
第七章 磁场下电化学研究电沉积铁过程 |
7.1 复合电沉积过程理论基础 |
7.1.1 复合电沉积放电过程 |
7.1.2 金属沉积过程的电化学反应 |
7.1.3 复合沉积的结晶形核过程 |
7.2 磁场下对纯铁镀电沉积过程的电化学分析研究 |
7.2.1 磁场对极化曲线的影响 |
7.2.2 磁场对循环伏安曲线的影响 |
7.2.3 磁场对电位阶跃 i-t 曲线的影响 |
7.2.4 磁场对电化学阻抗谱的影响 |
7.3 本章结论 |
第八章 结论、创新点与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
致谢 |
(7)镁基纳米复合材料和金属玻璃的储氢性能(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 氢能源及其储存 |
1.1.1 氢能经济概述 |
1.1.2 储氢技术概况 |
1.1.3 固态储氢材料 |
1.2 金属氢化物 |
1.2.1 金属氢化物的发展历史 |
1.2.2 金属氢化物的基本储氢性能 |
1.3 镁基储氢材料 |
1.3.1 Mg 和 MgH_2的基本性质 |
1.3.2 纳米化对镁基材料储氢性能的影响 |
1.3.3 利用掺杂和催化改善镁基材料的储氢性能 |
1.3.4 通过合金化改变镁基材料的储氢反应路径 |
1.3.5 其他改性途径 |
1.4 本研究的依据、意义和内容 |
1.4.1 本研究的依据和意义 |
1.4.2 本研究的内容 |
第二章 快淬 Mg-RE-Ni(RE=La 和 Ce)合金的储氢性能 |
2.1 引言 |
2.2 材料的制备和分析方法 |
2.2.1 材料的制备 |
2.2.2 结构和性能的表征手段及仪器 |
2.3 快淬 Mg_3LaNi_(0.1)合金的相结构转变和储氢性能 |
2.3.1 快淬 Mg_3LaNi_(0.1)合金的相结构转变 |
2.3.2 快淬 Mg_3LaNi_(0.1)合金的储氢性能 |
2.3.3 快淬 Mg_3LaNi_(0.1)合金储氢性能提升的微观机理 |
2.3.4 快淬 Mg_3LaNi_(0.1)合金储氢性能提升对我们的启示 |
2.4 富镁端 Mg-Ce-Ni 合金的非晶成分设计 |
2.4.1 富镁端快淬 Mg-Ce-Ni 合金的微观结构 |
2.4.2 富镁端快淬 Mg-Ce-Ni 合金的晶化行为和晶化产物 |
2.4.3 富镁端快淬 Mg-Ce-Ni 合金的非晶形成范围 |
2.5 Mg_(90)Ce_(10)Ni_(10)非晶合金的储氢性能 |
2.5.1 Mg_(90)Ce_5Ni_5非晶合金的相结构转变 |
2.5.2 Mg_(90)Ce_5Ni_5非晶合金储氢性能 |
2.5.3 Mg_(90)Ce_5Ni_5非晶合金储氢动力学性能提升的机理 |
2.6 本章小结 |
第三章 活化工艺调控快淬镁基合金的储氢性能 |
3.1 引言 |
3.2 材料的制备、处理和分析方法 |
3.3.1 材料的制备和处理方法 |
3.3.2 结构和性能的表征手段及仪器 |
3.3 活化条件的影响 |
3.3.1 活化工艺对材料相结构的影响 |
3.3.2 活化条件对材料形貌和脱氢性能的影响 |
3.4 循环后快淬合金的结构和储氢性能演变 |
3.4.1 循环后材料相结构和形貌的演变 |
3.4.2 比表面积和晶粒尺寸演变 |
3.4.3 多次循环后材料的储氢性能 |
3.5 本章小结 |
第四章 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相:一个新型的氢泵 |
4.1 引言 |
4.2 材料的制备、处理和分析方法 |
4.2.1 材料的制备方法 |
4.2.2 结构和性能的表征手段及仪器 |
4.2.3 理论计算 |
4.3 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相的制备和表征 |
4.3.1 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相的制备 |
4.3.2 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相的结构表征 |
4.4 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相对 MgH2的脱氢性能的影响 |
4.4.1 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相对 MgH2热稳定性的影响 |
4.4.2 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相对 MgH2脱氢行为的影响 |
4.4.3 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相在 MgH2脱氢过程的结构演变 |
4.5 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相改善 MgH2脱氢性能的微观机理 |
4.5.1 MgH_2所处的化学环境对氢分解的影响 |
4.5.2 H 在 CeO_2中的迁移扩散 |
4.5.3 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相界面处 O/H 空位的形成 |
4.5.4 纳米 CeO_2/CeH_(2.73)共生相对 MgH2脱氢的催化机理 |
4.6 本章小结 |
第五章 镁基金属玻璃的储氢性能 |
5.1 引言 |
5.2 材料的制备、处理和分析方法 |
5.2.1 材料的制备工艺和仪器 |
5.2.2 结构和性能表征手段及仪器 |
5.3 富镁 Mg-Ce-Ni 金属玻璃的室温吸氢性能和机理 |
5.3.1 富镁 Mg-Ce-Ni 金属玻璃的室温吸氢性能 |
5.3.2 富镁 Mg-Ce-Ni 金属玻璃的室温吸氢机理 |
5.4 Mg_(80)Ce_(10)Ni_(10)金属玻璃的高温储氢性能和机理 |
5.4.1 Mg_(80)Ce_(10)Ni_(10)金属玻璃的高温吸氢 |
5.4.2 Mg_(80)Ce_(10)Ni_(10)金属玻璃吸氢后的微观结构演变 |
5.4.3 Mg_(80)Ce_(10)Ni_(10)金属玻璃吸氢后的化学环境转变 |
5.4.4 Mg_(80)Ce_(10)Ni_(10)金属玻璃氢化物的脱氢性能 |
5.4.5 Mg_(80)Ce_(10)Ni_(10)金属玻璃的储氢机理 |
5.4.6 Mg_(80)Ce_(10)Ni_(10)金属玻璃储氢的可逆性 |
5.4.7 添加催化剂改善 Mg_(80)Ce_(10)Ni_(10)金属玻璃氢化物的脱氢性能 |
5.5 Mg-Ce-Ni 金属玻璃的成分、结构和储氢性能调控 |
5.5.1 Mg-Ce-Ni 金属玻璃体系的吸氢结构转变 |
5.5.2 Mg-Ce-Ni 金属玻璃氢化物的脱氢性能 |
5.5.3 金属玻璃在储氢容量的优势 |
5.6 通过第四组元调控 Mg-Ce-Ni 金属玻璃的储氢性能 |
5.6.1 Mg-Ce-Ni-X 四元金属玻璃吸氢结构转变 |
5.6.2 Mg-Ce-Ni-X 四元金属玻璃氢化物的脱氢性能 |
5.7 Mg-Cu-Y-Ag 金属玻璃的储氢性能 |
5.7.1 Mg-Cu-Y-Ag 金属玻璃吸氢后的结构演变 |
5.7.2 Mg-Cu-Y-Ag 金属玻璃氢化物的脱氢性能 |
5.8 本章小结 |
全文总结和工作展望 |
论文的主要结论 |
今后工作展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(8)金属软磁磁粉芯研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 软磁材料概述 |
1.1.1 金属软磁材料 |
1.1.2 铁氧体软磁材料 |
1.1.3 对软磁材料的要求 |
1.2 磁粉芯 |
1.2.1 磁粉芯的磁化过程 |
1.2.2 磁粉芯的发展历程及现状 |
1.2.3 磁粉芯的分类及应用 |
1.2.4 磁粉芯与软磁铁氧体的比较 |
1.2.5 磁粉芯的主要磁性参数 |
1.3 磁粉芯的制备工艺 |
1.3.1 磁粉芯的制备工艺概况 |
1.3.2 影响磁粉芯性能的工艺因素 |
1.4 论文选题意义及研究内容 |
第2章 实验方法及原理 |
2.1 Fe_(78)Si_9B_13非晶磁粉芯的制备方法及原理 |
2.1.1 Fe_(78)Si_9B_13磁粉芯制备的工艺流程 |
2.1.2 实验方法 |
2.1.3 样品的性能测量 |
2.1.4 样品组织结构分析 |
2.2 Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7纳米晶磁粉芯的制备方法及原理 |
2.2.1 Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7磁粉芯制备的工艺流程 |
2.2.2 实验方法 |
2.2.3 样品的表征 |
2.3 Fe_(17)Ni_(81)Mo_2磁粉芯的制备方法及原理 |
2.3.1 Fe_(17)Ni_(81)Mo_2磁粉芯制备的工艺流程 |
2.3.2 磁粉的制备 |
2.3.3 磁场退火 |
2.3.4 样品的表征 |
第3章 非晶Fe_(78)Si_9B_(13)磁粉芯的制备与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 样品的制备 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 粉末形貌对Fe_(78)Si_9B_(13)磁粉芯性能的影响 |
3.3.2 粉末钝化对Fe_(78)Si_9B_(13)磁粉芯性能的影响 |
3.3.3 粉末粒度对Fe_(78)Si_9B_(13)磁粉芯性能的影响 |
3.3.4 绝缘包覆对Fe_(78)Si_9B_(13)磁粉芯性能的影响 |
3.3.5 成型压力对Fe_(78)Si_9B_(13)磁粉芯性能的影响 |
3.3.6 热处理对Fe_(78)Si_9B_(13)磁粉芯性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 水雾化Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7纳米晶磁粉芯的制备与性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 样品的制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 球磨对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7磁粉芯性能的影响 |
4.3.2 粉末粒度对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7磁粉芯性能的影响 |
4.3.3 绝缘包覆对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7磁粉芯性能的影响 |
4.3.4 成型压力对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7磁粉芯性能的影响 |
4.3.5 热处理对Fe_(73.5)Cu_1Nb_3Si_(15.5)B_7磁粉芯性能的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 Fe_(17)Ni_(81)Mo_2磁粉芯的制备与性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 样品的制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 两种制备工艺制备Fe_(17)Ni_(81)Mo_2磁粉芯的性能对比 |
5.3.2 热处理对Fe_(17)Ni_(81)Mo_2非晶磁粉芯性能的影响 |
5.3.3 粉末粒度对Fe_(17)Ni_(81)Mo_2磁粉芯性能的影响 |
5.3.4 磁场退火对Fe_(17)Ni_(81)Mo_2磁粉芯性能的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
致谢 |
个人简历 |
(9)永磁同步伺服系统在非晶带材生产线上的应用研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 本文研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的创新点 |
第二章 永磁同步伺服电机需求分析及运行性能 |
2.1 永磁伺服电机需求分析 |
2.2 永磁伺服电机稳态运行性能分析 |
2.2.1 稳态运行向量图 |
2.2.2 电磁转矩 |
2.2.3 效率及损耗 |
2.2.4 功率因数 |
2.3 变频器下永磁伺服电机运行特性分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于永磁同步伺服系统的非晶带材卷取设计 |
3.1 控制系统硬件配置 |
3.1.1 DSP芯片 |
3.1.2 辅助电源电路 |
3.1.3 功率电路 |
3.1.4 采样调理电路及保护电路 |
3.2 控制系统软件结构 |
3.3 工艺过程及要求 |
3.4 机械特性分析 |
3.4.1 三相异步电动机机械特性分析 |
3.4.2 永磁同步机机械特性分析 |
3.5 永磁同步电机卷取伺服系统控制方法的设计 |
3.6 本章小结 |
第四章 生产线抓取过程控制 |
4.1 喷带机和卷取机控制方法的确定 |
4.2 抓带控制基本条件 |
4.3 喷带机驱动控制方案设计 |
4.4 卷取机驱动控制方案设计 |
4.5 系统的调试和运行 |
4.5.1 各项参数设置 |
4.5.2 喷带过程 |
4.5.3 收卷和抓带控制 |
4.6 本章小结 |
第五章 性能对比分析与生产线展示 |
5.1 实际应用后的性能对比 |
5.1.1 电流与转速稳定性的对比分析 |
5.1.2 带材质量的对比分析 |
5.2 典型性能指标的对比分析 |
5.3 收卷系统实际生产线展示 |
5.4 本章小结 |
第六章 课题总结 |
参考文献 |
附录 |
在读期间公开发表的论文 |
致谢 |
(10)强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金表面微观组织及性能影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 过共晶铝硅合金 |
1.2.1 过共晶铝硅合金组织特征 |
1.2.2 过共晶铝硅合金硅相形态 |
1.2.3 过共晶铝硅合金性能特点 |
1.3 过共晶铝硅合金应用现状及存在问题 |
1.3.1 应用现状 |
1.3.2 存在问题 |
1.4 过共晶铝硅合金性能强化的主要途径 |
1.4.1 细化变质处理 |
1.4.2 半固态搅拌 |
1.4.3 快速凝固工艺 |
1.5 电子束表面改性技术 |
1.5.1 电子束表面改性的优势所在 |
1.5.2 电子束表面改性技术的分类 |
1.5.3 电子束表面改性的应用现状 |
1.6 强流脉冲电子束(HCPEB) |
1.6.1 HCPEB表面改性特点 |
1.6.2 纯铝及其合金HCPEB表面改性研究进展 |
1.7 本文研究目的及内容 |
1.7.1 研究目的 |
1.7.2 研究内容 |
第2章 实验方法与过程 |
2.1 实验原材料及过共晶铝硅合金成分的选择 |
2.2 过共晶铝硅合金的制备工艺 |
2.2.1 基本原理 |
2.2.2 熔炼设备 |
2.2.3 制备过程 |
2.2.4 去气精炼 |
2.3 强流脉冲电子束(HCPEB)改性装置 |
2.3.1 改性装置组成 |
2.3.2 工作原理 |
2.3.3 工艺参数 |
2.3.4 装置测试 |
2.4 强流脉冲电子束表面改性处理 |
2.4.1 实验流程图 |
2.4.2 电子束处理前的样品准备 |
2.4.3 电子束表面改性处理过程 |
2.5 分析检测方法 |
2.5.1 微观组织分析方法 |
2.5.2 性能测试 |
2.6 本章小结 |
第3章 强流脉冲电子束作用下过共晶铝硅合金表面形貌及微观组织 |
3.1 引言 |
3.2 原始组织形貌 |
3.3 HCPEB处理后初生硅特征形貌 |
3.3.1 典型“晕圈”结构 |
3.3.2 “晕圈”结构成分分析 |
3.3.3 “晕圈”结构形成机理 |
3.4 改性表面铝基体形貌 |
3.4.1 纯Al颗粒形貌与分布 |
3.4.2 α(Al)枝晶细化 |
3.5 合金表面XRD分析 |
3.5.1 衍射峰的宽化及偏移 |
3.5.2 择优取向 |
3.6 HCPEB处理后合金截面组织研究 |
3.6.1 重熔层形貌特征 |
3.6.2 重熔层元素分布 |
3.7 本章小结 |
第4章 强流脉冲电子束诱发合金表层亚稳态结构的形成 |
4.1 引言 |
4.2 原始组织TEM显微观察 |
4.3 纳米硅 |
4.3.1 合金表层游离存在的纳米硅晶粒 |
4.3.2 合金表层析出的细小纳米硅晶粒 |
4.4 过饱和固溶体 |
4.4.1 铝硅置换固溶体 |
4.4.2 过饱和固溶体形成及固溶度计算 |
4.4.3 硅在铝中的过饱和固溶行为 |
4.5 非晶态固体 |
4.5.1 非晶氧化铝 |
4.5.2 非晶硅 |
4.6 铝基体位错结构 |
4.7 本章小结 |
第5章 强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金表面性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 合金表面及截面硬度分析 |
5.2.1 维氏硬度测试原理及单位换算 |
5.2.2 合金表面显微硬度分析 |
5.2.3 合金截面显微硬度分析 |
5.3 合金表面摩擦磨损性能分析 |
5.3.1 磨损量变化 |
5.3.2 摩擦系数分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的学术成果 |
创新点 |
致谢 |
四、非晶态合金薄带制取装置(论文参考文献)
- [1]Fe基纳米晶磁粉芯制备与性能研究[D]. 周娟. 中南大学, 2013(01)
- [2]非晶纳米晶软磁材料的制备及其性能研究[D]. 宋翀旸. 兰州理工大学, 2003(04)
- [3]非晶态合金薄带制取装置[J]. 沈楚英,潘庭俭,吴阳阳,苏竞高. 物理, 1990(01)
- [4]铁基非晶纳米晶合金的制备、晶化及软磁性研究[D]. 余东满. 河南理工大学, 2007(03)
- [5]磁场下复合电沉积法制备Fe-Si镀层的基础研究[D]. 龙琼. 上海大学, 2014(07)
- [6]非晶态金属材料的产品和标准化[J]. 张淦. 上海钢研, 1989(04)
- [7]镁基纳米复合材料和金属玻璃的储氢性能[D]. 林怀俊. 华南理工大学, 2014(05)
- [8]金属软磁磁粉芯研究[D]. 唐坚. 东北大学, 2013(07)
- [9]永磁同步伺服系统在非晶带材生产线上的应用研究与设计[D]. 陈超. 山东理工大学, 2019(03)
- [10]强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金表面微观组织及性能影响研究[D]. 郝仪. 东北大学, 2012(07)