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FeSiB纳米晶颗粒的制备及其微波电磁特性研究

赵秀青  
【摘要】:FeSiB 合金是一种优良的软磁材料,具有较高的比饱和磁化强度和较低的矫顽力,形成纳米晶结构可以降低其磁晶各向异性,因而对FeSiB 纳米晶颗粒的研究有望实现高的微波磁导率。本文采用机械合金化技术(MA)制备了FeSi 和FeSiB纳米晶合金颗粒,分析了其物相结构和表面形貌,并从组分、晶粒尺寸和颗粒尺寸等方面对FeSiB纳米晶颗粒的静态磁特性影响及其在0.5-18GHz频率内的复磁导率和复介电常数的变化规律影响进行了讨论。 实验结果表明FeSi合金颗粒在本文特定实验条件下,当含硅量Si % ≤40at%时,合金化的产物为α?Fe(Si)固溶体,超出了相图中α?Fe(Si)固溶体含Si 量范围( Si % ≤25at%);而硅含量Si % 40at%时,Fe40Si60 合金化的产物为α?Fe(Si)、Si、FeSi 和β?FeSi2等相的混合物;由于B 在Fe 中的溶解度很低,以非晶相存在于晶界,形成了α?Fe(Si)纳米晶/非晶复合结构。 随着FeSiB 纳米晶合金的颗粒尺寸的减小,微波磁导率和介电常数上升;加入Si 可形成纳米晶相α?Fe(Si)降低磁晶各向异性,提高颗粒磁导率;通过调节B 含量来调节非晶相的比例,可控制颗粒复磁导率,复介电常数的大小及其频率特性。 通过对FeSiB 纳米晶颗粒的吸收特性设计模拟和实验验证,结果表明组分、纳米晶结构以及颗粒尺寸,明显影响材料微波吸收性能,测试结果与理论设计吻合较好。


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