用Fe和Ni通過(guò)機(jī)械化學(xué)方式合成了Fe80Ni20合金,通過(guò)考察了不同研磨時(shí)間(1-2160min)對(duì)合金的磁特性,,結(jié)構(gòu)變化等因素的影響,。通過(guò)960min的研磨,得到了均勻的體心立方合金,,粒徑在11nm以下,,微應(yīng)力在1.2%以上。并從三個(gè)階段詳細(xì)研究了磁變化:1,、原料粒徑減少階段,,2、合金化過(guò)程,,3,、合金顆粒粒徑減小階段,。
材料和實(shí)驗(yàn)
德國(guó)Fritsch Pulverisette7 行星式研磨機(jī)
80mL氧化鋯碗,帶充氣閥和溫壓的蓋子(Fritsch EASY GTM系統(tǒng))
3mm的研磨球100g
原料為:99.5%的Fe粉,,粒徑為5μm,;99.7%的鎳粉,粒徑為50μm,。
7.92克Fe,,2.08克Ni進(jìn)行每組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)在充滿Ar氣的手套箱中進(jìn)行,,氧氣的濃度不超過(guò)2%,。研磨轉(zhuǎn)速400rpm,氣壓不超過(guò)5bar,,溫度不超過(guò)40℃,。分別進(jìn)行了1, 2, 4, 6, 10, 16, 30,60, 120, 240, 480, 960, 1440 和2160min的研磨。
通過(guò)1min的研磨,,晶體粒徑就開(kāi)始減少,,一直研磨到120min,F(xiàn)e和Ni都可以通過(guò)XRD衍射峰,,說(shuō)明此過(guò)程主要是原料粒徑的減少,。16小時(shí)候,Ni的峰消失,,說(shuō)明Ni已經(jīng)摻入了Fe的晶格中,,相應(yīng)的晶胞常數(shù)從2.8665埃增加到2,8708埃,但當(dāng)Ni占比超過(guò)13%后,,到20%晶胞常數(shù)為2.8695埃,。隨著研磨時(shí)間增加,Ni*摻入Fe形成鐵鎳合金,,粒徑減少到10nm,,微應(yīng)力增加到1.4%。這三個(gè)階段的時(shí)間點(diǎn)分別是:0-2h,,2-16h,,大于16h。
隨著研磨的進(jìn)行,,原始的球狀粉末變成片狀,,3h左右*成片狀,但沒(méi)有合金化發(fā)生,,粒徑在50μm左右,,繼續(xù)研磨到8h以上,開(kāi)始合金化,,并且粒徑減少到30微米以下,。
磁參數(shù)
在研磨2h,,居里溫度沒(méi)有明顯的變化,到2160min的時(shí)候,,則有單一的居里溫度:688℃,。同時(shí),沒(méi)有檢測(cè)到其他的磁性物質(zhì),。磁滯回線幾乎隨時(shí)間變化不大,。飽和磁強(qiáng)度在合金化到來(lái)時(shí)會(huì)輕微減少約7%,因?yàn)榫Я5臏p小,,增加了比表面積導(dǎo)致不能補(bǔ)償?shù)淖孕途Ы缟细叩臒o(wú)序狀態(tài),。在研磨到16h后,增加到了190Am2/kg,,在增加時(shí)間影響不大,。但是,根據(jù)您我們之前的研究發(fā)現(xiàn),,轉(zhuǎn)速,,球料比和研磨球的大小都會(huì)影響zui終的飽和磁感強(qiáng)度。前60min頑磁和矯頑力不斷增大,,在60-120min減小,,大于480min不變。剩磁的矯頑力成相反的變化趨勢(shì),。
原料的顆粒粒徑減少和冷焊過(guò)程會(huì)導(dǎo)致剩磁增加,,矯頑力降低,增加靜磁的交互作用,。
可通過(guò)剩磁比率的減小和矯頑力比率的增加來(lái)確定合金化階段,。
合金化后的繼續(xù)研磨可以在保持磁參數(shù)不變的情況下,增加微應(yīng)力,,減少粒徑,。
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