凝固冷速及轧制对FeCoNi（CuAl）0.8软磁高熵合金微观结构和性能的影响

凝固冷速及轧制对FeCoNi（CuAl）0.8软磁高熵合金微观结构和性能的影响

摘要：软磁材料在电子领域有着广泛应用，对其微观结构和性能的研究具有重要意义。本文通过研究凝固冷速和轧制对FeCoNi（CuAl）0.8软磁高熵合金的微观结构和性能的影响，探讨了优化制备过程的方法和技术。结果显示，凝固冷速和轧制对合金的晶粒尺寸和晶界结构有显著影响，进而影响了合金的磁性能。

1.引言

软磁材料是一类具有高磁导率和低磁损耗的材料，广泛应用于电子设备、电力工业和通信领域等。高熵合金是一种具有多元元素的合金，其具有优异的力学性能和热稳定性，因此被广泛应用于各个领域。FeCoNi（CuAl）0.8软磁高熵合金由Fe、Co、Ni、Cu和Al五种元素组成，具有良好的软磁性能和热稳定性。本文旨在通过研究合金的凝固冷速和轧制对其微观结构和性能的影响，为优化制备过程提供理论依据和实验指导。

2.实验方法

本研究选择了不同凝固冷速下制备的FeCoNi（CuAl）0.8高熵合金样品，并进行了轧制处理。凝固冷速分别设定为快速冷却和慢速冷却两种情况。轧制处理通过在加热至合金的变形温度下进行压制和拉伸，制备薄片样品。

3.结果与讨论

通过扫描电子显微镜（SEM）观察了不同凝固冷速和轧制处理后的合金样品的微观结构。结果显示，快速冷却和慢速冷却下制备的合金样品的晶粒尺寸有明显差异。快速冷却下制备的合金样品晶粒尺寸较小且分布均匀，而慢速冷却下制备的合金样品晶粒尺寸较大且呈聚集分布。轧制处理后的合金样品晶粒尺寸进一步得到细化，并呈现出显著的拉伸畸变。

磁性能测试结果表明，快速冷却和慢速冷却下制备的合金样品的饱和磁化强度略有差异，且均较低。经过轧制处理后，合金样品的饱和磁化强度显著提高。同时，合金样品的剩余磁感应强度和矫顽力也有所增加。这表明凝固冷速和轧制处理对合金的磁性能有显著影响。

通过X射线衍射（XRD）分析，发现合金样品经过快速冷却和轧制处理后晶界结构得到改善，晶体结构更加致密。这可能是由于快速冷却和轧制处理引起的晶粒细化和晶界拉伸畸变，导致了晶界数量的增加和晶界结构的改善。此外，合金样品的硬度经过凝固冷速和轧制处理后也得到进一步增加。

4.结论

本研究通过研究FeCoNi（CuAl）0.8软磁高熵合金的制备过程中的凝固冷速和轧制处理对其微观结构和性能的影响，得出以下结论：

1）凝固冷速和轧制处理对合金的晶粒尺寸和晶界结构有显著影响；

2）快速冷却和轧制处理能够细化合金的晶粒，并改善晶界结构；

3）凝固冷速和轧制处理能够显著提高合金的磁性能；

4）快速冷却和轧制处理能够增加合金的硬度。

这些研究结果为优化制备过程、改善FeCoNi（CuAl）0.8软磁高熵合金的微观结构和性能提供了理论基础和实验指导。同时，也为其他软磁高熵合金材料的研究提供了参考。然而，本研究仍然存在一些问题，如凝固冷速和轧制处理对合金性能的具体影响机制仍需进一步研究和探索本研究通过研究FeCoNi（CuAl）0.8软磁高熵合金的制备过程中的凝固冷速和轧制处理对其微观结构和性能的影响，发现凝固冷速和轧制处理能够显著影响合金的晶粒尺寸、晶界结构和磁性能。快速冷却和轧制处理能够细化合金的晶粒，并改善晶界结构，提高合金的磁性能和硬度