非晶磁性材料

12章-非晶磁性材料--韩满贵要求了解非晶磁性合金的获得；了解非晶磁性合金的特点；了解几种典型非晶合金的性能；12.1概述非晶磁性合金又称磁性金属玻璃；有3种类型:(1)过渡金属-类金属合金(TM);典型成分为80%的Fe，Co，Ni，其余为B,C,Si,P,Al等（它们对于降低熔点，使液相合金通过急冷能获得非晶态）；(2)稀土-过渡金属合金(RT)RT非晶合金如GdCo2，TbFe2等，由于它们是具有补偿点p的亚铁磁性材料，饱和Ms较低，且具有垂直于膜面的强单轴各向异性，特别适合于用作磁泡材料和磁光记录材料；(3)过渡金属-Zr或Hf(铪)合金(T-Zr或T-Hf)比较少见和研究；12.2非晶合金的制备与结构首先，晶体是典型的有序结构，是通过足够慢的冷却而发生液体的不连续转变而形成的晶态固体的，组成此晶体的原子是有规则地排列在晶体点阵上而形成对称性；非晶态与气体、液体同属无序结构，通过足够快的冷却速度(一般而言，>105

0C/s)而发生液体的连续转变，在玻璃化转变温度Tg时冻结成非晶态固体。如下图所示。玻璃ba晶体液体气体玻璃化转变VTTgTmTb气、液体冻结成固体的两种冷却途径非晶无序并不是“混乱”，而是破坏了长程有序系统的周期性和平移对称性，形成一种有缺陷、不完整的有序即最紧邻或局域短程有序。这种短程有序只是原子间的相互关联作用，使其在小于几个原子间距的小区间内(约10-15Å)保持着某些有序的特征。非晶磁性的来源正是由于紧邻原子间的交换作用和局域磁各向异性这种短程有序确定的。12.3非晶态材料的制备工艺(1)1.气相沉积法；2.液相急冷法；3.高能离子注入法；如下页所示非晶态材料的制备工艺(2)非晶磁性材料的性能特点TM非晶合金可形成一系列性能优良的软磁材料；直流损耗较小；由于原子无序造成的电子散射，有很高的电阻率(100–200.cm)，适合高频应用，具有低的涡流损耗；没有宏观的磁晶各向异性(残留的各向异性主要是由内应力产生);没有微观结构的不连续(晶界或沉淀物)可供磁畴壁的钉扎；非晶材料具有特别好的机械性能，如高强度、高硬度和高延展性；抗化学腐蚀能力极好，几乎不受酸、碱所腐蚀；抗射线及中子等辐射能力强，在火箭、宇航、核反应等技术领域中很适用；12.4非晶磁性合金的性能特点12.5过渡金属-类金属（TM）非晶合金的磁性TM非晶合金的饱和Bs，一般来说要低于晶态合金，如纯铁或Fe-3%Si合金。造成这一结果的主要原因是非晶合金中含有的类金属原子中的一部分电子转移到金属原子中，使作为磁矩来源的金属未满3d亚带中的空穴数减少，如下页中的表所示。TM非晶合金最大的优点是软磁特性特别好，max

可高达106，Hc可低至0.2A/m，且电阻率比晶态合金高3倍，所以这类合金在交变场中应用时，其涡流损耗和磁滞损耗均较小。TM非晶合金可分为三类：

1.具有高饱和磁感应强度Bs和优异软磁性能的Fe基非晶合金；

2.具有中等饱和磁感应Bs和良好软磁性能的Fe-Ni基非晶合金；

3.具有饱和磁致伸缩系数s0和优异软磁性能的Co基合金；12.6TM非晶合金的磁各向异性制备态磁各向异性；感生磁各向异性；冷扎感生磁各向异性；应变-退火感生的各向异性；12.7非晶软磁合金的某些应用举例应用领域应用举例使用要求电力供应50～60Hz配电变压器、电机400Hz变压器开关电源变压器轭流圈、磁放大器高速动作开关级联用变压器和轭流圈低铁损低铁损低Hc、低铁损、可变磁滞回线低铁损、矩形回线磁芯和电感元件各种电感元件、传感器录音、录相、数据用磁头漏电保护装置（接地故障断路器）传感器换能器应力和位移传感器等超声延迟器、超声振子防盗装置和身份识别双脉冲发生器磁屏蔽易弯曲的磁屏蔽、电线屏蔽盒式屏蔽弹簧磁分离高梯度