纳米晶合金粉末烧结研究：Fe73.5Cu1Nb3.5Si13.5B9的磁性能分析

"Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9机械合金化纳米晶粉末的特种烧结及磁性能 (2005年) - 工程技术 论文" 本文主要探讨了放电等离子烧结（SPS）和高压烧结工艺对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶粉末烧结块体合金组织结构和磁性能的影响。研究中，通过球磨70小时，制备出了单相α-Fe纳米晶（粒径约为9.5纳米）的过饱和固溶体粉末。这一过程中的粉末显示出高度的纳米级细化，这对于提高材料的综合性能至关重要。 在差示扫描量热法（DSC）分析中，观察到了四个不同的放热峰，这些峰分别对应于纳米晶过饱和固溶体的结构弛豫、非晶态向晶体的转变以及过饱和固溶体相的析出。相析出过程被发现分为两个阶段进行，这表明了材料内部复杂的相变行为。 采用放电等离子烧结（SPS），在压力30 MPa和时间5分钟的条件下，当温度升高到1050℃时，可以得到相对密度高达98.9%，主相为α-Fe的纳米晶块体合金。这种合金具有较高的饱和磁化强度Bs为1.34 Tesla和矫顽力Hc为7.34千安/米。而高压烧结则在5.5 GPa的压力和5分钟的时间下，当功率达到1150 W时，能够制备出相对密度约99.1%，同样以α-Fe为主相但纳米晶粒尺寸为21.4纳米的块体合金，其Bs降低至1.14 Tesla，而Hc增加到8.22千安/米。 这些研究结果揭示了烧结工艺参数对材料微观结构和磁性能的显著影响。不同的烧结条件能够调控纳米晶的粒径大小和分布，从而改变材料的磁特性。对于Fe基合金，这样的精细调控对于优化其在磁性器件中的应用具有重要意义。同时，这些实验数据也为理解纳米晶合金的烧结机理提供了基础，并可能引导未来高性能磁性材料的设计和开发。