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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
随着科技发展的日新月异，电力设备与电子器件逐步向小型化、轻量化、高频化方向发展，这对软磁材料提出了高饱和磁感应强度、低高频损耗等要求，特别是多电航空集成发电机组用软磁磁芯材料，除上述要求外，还要进一步适应高温的使用环境。FeCo基纳米晶软磁合金由于残余非晶基体居里温度较高，避免了高温下纳米晶粒间解耦造成的软磁性能恶化，使其在高温下应用成为可能。另一方面，软磁性能还受合金组织结构的影响，而组织结构依赖于合金的成分与晶化处理工艺，因此研究FeCo基纳米晶软磁合金的静态、动态软磁性能和高温特性如热稳定性和氧化行为及其影响因素具有重要的科学意义与应用价值。本文针对FeCo基纳米晶软磁合金，在进行成分优化与晶化处理工艺设计的基础上，研究了相变行为与组织结构对软磁性能及热稳定性的影响规律，交流损耗的产生机制，以及氧化行为。针对FeCo合金的α-γ结构转变与铁磁-顺磁转变同时发生的特点，通过添加Al元素提高γ相的转变温度，有效地提高了合金的铁磁-顺磁转变温度；通过添加Ge元素，使一次晶化转变温度降低，同时提高了二次晶化转变温度，双相纳米晶稳定存在的温度区间扩大了50 ˚C。利用最大峰值法及等转变法系统地研究了Ge掺杂FeCo基非晶态合金的非等温晶化动力学，结果表明，一次晶化反应激活能随Ge含量升高而降低、二次晶化反应激活能变化趋势相反是Ge元素改变晶化转变温度的主要机制。通过进一步研究晶化过程中元素再分配，发现由于Ge元素富集在残余非晶基体中，起到了促进α-FeCo相的析出、抑制锆化物等有害二次相析出的作用。探讨了不同工艺处理后FeCo纳米晶软磁合金的微观结构，研究了微观结构对室温、高温软磁性能的影响规律。锆化物的析出伴随着晶粒的长大，合金的矫顽力随晶粒尺寸的增大而增大。Ge元素的添加通过抑制锆化物的析出有效地改善了FeCo基纳米晶合金的软磁性能，并显著地提高了结构与性能的热稳定性。对高温软磁性能影响机制的研究表明，FeCo基纳米晶合金的高温软磁性能受控于锆化物的析出与纳米晶粒尺寸的保持，而不是残余非晶基体的居里温度。通过Ge元素的添加，使FeCo基纳米晶软磁合金的使用温度得到了提高。研究了晶化处理方式对依赖于合金成分变化的交流损耗的影响规律。传统无场晶化处理使损耗增加，且增加幅度随Co含量的升高而增大，而横向磁场晶化处理使损耗大大降低。通过损耗分离对FeCo基纳米晶软磁合金的交流损耗组成进行分析，弄清了横向磁场对降低交流损耗的作用机理。结果表明，经典涡流损耗占总损耗的比例非常小，可忽略不计，而磁滞损耗与剩余涡流损耗共同主导交流损耗。横向磁场所感生的各向异性同时降低了磁滞损耗与剩余涡流损耗，因而降低了总损耗，其感生各向异性常数Ku 随Co含量的升高而增大，Co含量越高，横向磁场处理效果越好。研究了FeCo基纳米晶软磁合金的氧化行为。通过恒温氧化动力学实验与动态升温氧化试验，确定了氧化产物的物相与氧化层的元素分布，获得了氧化反应的速度控制因素。合金的氧化动力学曲线呈抛物线规律，呈现出典型的扩散控制型氧化机理。氧化层结构由基体向外分别为ZrO2、(Co, Fe)3O4与Fe2O3、Fe3O4。根据上述结果，针对FeCo基纳米晶软磁合金氧化过程中各种氧化物的形成进行了分析讨论，明确了氧化反应顺序，离子扩散方向与界面反应。 |
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发表于 2024-1-28 20:05:48
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