·1162. 工程科学学报，第40卷，第10期 非晶形成能力通常需要添加较多的非磁性的类金属 前，较为普遍的成分设计思路是添加有利于非晶形 或金属组元.这两者的矛盾使得铁基非晶合金很难 成的P、C、B和Si元素，同时考虑微量元素掺杂以保 在非晶形成能力和饱和磁化强度上同时得到较大的 证合金在具有较高非晶形成能力的同时具有尽可能 突破，也给研究人员在成分设计时带来了困难.目 高的Fe含量. 表2F©基块体非品合金的软磁性能和临界尺寸 Table 2 Soft magnetic properties and critical dimensions for Fe-based bulk amorphous alloys 合金成分 直径/mm 饱和磁化强度/T 矫顽力/(A·m1) 1kHz下的磁导率 Fex Bo Y[] 1.56 Fer BzYo[20] 1.47 4 Feos B22 Y6Ma,【2 6.5 0.66 2 16300 Fes6Co,Ni,ZoBn【2s] 2 0.96 2 19100 [(FeoCoa)s Bo.2Siaas ]Nba[26] 2 1.13 2.7 12000 [(Feo6Coa)Bo.2Sias ]Nba[26] 0.93 1.7 21500 [(Feo.sCous)a7s Bo.2Siaas Nba[26] 0.84 1.5 25000 [(FeasNio.2)aBa2Sio.0s ]Nba[] 2.5 1.1 2.3 16000 [(FeosNios)asBa2Sia0s ]Nba[] 0.8 1.2 24000 Fez Als Gaz PuCs B[] 1.29 6.8 Fez Mo2 Ga2 PoCaBaSi [16] 2 1.32 2.9 9700 Fen Mo Ga2 PioCa BaSi [16] 1.5 1.16 3.3 8500 Fezs MozGag PoCaBaSiz[16] 2.5 1.27 2.4 14000 Fe PnoCaB Sig[21] 1.53 3.2 8500 Fes Mo,PoCa BSi [21] 1.5 1.44 2.7 13400 Fen MozPoCa BaSig [21] 2.5 1.39 2.1 18600 Fe7MoPoCaBaSig[24] 3.5 1.32 1.7 24610 Fezs Mo PoCaBSi [21] 1.27 1.5 25230 FeCoo MoaPCaBaSig[28] 6 1.19 1.6 36090 FsoPC[] 1 1.38 3.3 8695 FesoPs B,C,【3o] 1.5 1.51 5.0 8996 FenSig BoPs[a] 2.5 1.51 0.8 Fes Sis BoP[x] 1.62 1.8 17000 Fen.sSis.s Bis.sZr.s(] 1.60 4.3 一 Fe7iC2.oSi33B.0Pa,Cu.a【四] 1.56 3.6 Fes.3C2.oSi3.3B.oP7Cu.7【四] 1.61 6.7 Fe1MoP.sC.sB2Si,【34 1.64 (FeooCoo)szP.CBaSiz[35] 1.65 2.2非块体铁基非晶软磁合金 C、Fe-P-B、Fe(Co,Ni)-Si-B等，主要由日本的研 理想的铁基非晶软磁合金应具有非晶形成能力 究人员开发和推广.近几十年中，由于非晶形成理 高和饱和磁化强度高的特点，但实际上块体非晶合 论和成分设计思路的逐渐成熟，关于高B铁基非晶 金中F含量的局限导致其饱和磁化强度难以继续 合金的进一步探索取得了重要进展 提高.因此，为了获得饱和磁化强度更高的铁基非 Yashizawa等36通过研究获得了牌号为HBl的 晶合金，必须适当牺牲合金的非晶形成能力以保证 铁基非晶合金Feg1.,Si2B16Ca.3和Fe2Si,BuC2,这两 更高的Fe含量. 种合金的饱和磁化强度分别为1.65T和1.669T. 早期的铁基软磁合金体系主要是Fe-B、Fe-P- 中科院宁波材料技术与工程研究院的常春涛课题组工程科学学报,第 40 卷,第 10 期 非晶形成能力通常需要添加较多的非磁性的类金属 或金属组元. 这两者的矛盾使得铁基非晶合金很难 在非晶形成能力和饱和磁化强度上同时得到较大的 突破,也给研究人员在成分设计时带来了困难. 目 前,较为普遍的成分设计思路是添加有利于非晶形 成的 P、C、B 和 Si 元素,同时考虑微量元素掺杂以保 证合金在具有较高非晶形成能力的同时具有尽可能 高的 Fe 含量. 表 2 Fe 基块体非晶合金的软磁性能和临界尺寸 Table 2 Soft magnetic properties and critical dimensions for Fe鄄based bulk amorphous alloys 合金成分 直径/ mm 饱和磁化强度/ T 矫顽力/ (A·m - 1 ) 1 kHz 下的磁导率 Fe76B20Y4 [20] 1 1郾 56 — — Fe72B22Y6 [20] 2 1郾 47 4 — Fe68B22Y6Mo4 [24] 6郾 5 0郾 66 2 16300 Fe56Co7Ni7 Zr10B20 [25] 2 0郾 96 2 19100 [(Fe0郾 9Co0郾 1 )0郾 75B0郾 2 Si0郾 05 ]96Nb4 [26] 2 1郾 13 2郾 7 12000 [(Fe0郾 6Co0郾 4 )0郾 75B0郾 2 Si0郾 05 ]96Nb4 [26] 4 0郾 93 1郾 7 21500 [(Fe0郾 5Co0郾 5 )0郾 75B0郾 2 Si0郾 05 ]96Nb4 [26] 5 0郾 84 1郾 5 25000 [(Fe0郾 8Ni0郾 2 )0郾 75B0郾 2 Si0郾 05 ]96Nb4 [27] 2郾 5 1郾 1 2郾 3 16000 [(Fe0郾 5Ni0郾 5 )0郾 75B0郾 2 Si0郾 05 ]96Nb4 [27] 3 0郾 8 1郾 2 24000 Fe73Al5Ga2 P11C5B4 [16] 1 1郾 29 6郾 8 — Fe76Mo2Ga2 P10C4B4 Si2 [16] 2 1郾 32 2郾 9 9700 Fe74Mo4Ga2 P10C4B4 Si2 [16] 1郾 5 1郾 16 3郾 3 8500 Fe75Mo2Ga3 P10C4B4 Si2 [16] 2郾 5 1郾 27 2郾 4 14000 Fe79 P10C4B4 Si3 [21] 1 1郾 53 3郾 2 8500 Fe78Mo1 P10C4B4 Si3 [21] 1郾 5 1郾 44 2郾 7 13400 Fe77Mo2 P10C4B4 Si3 [21] 2郾 5 1郾 39 2郾 1 18600 Fe76Mo3 P10C4B4 Si3 [21] 3郾 5 1郾 32 1郾 7 24610 Fe75Mo4 P10C4B4 Si3 [21] 4 1郾 27 1郾 5 25230 Fe66Co10Mo4 P9C4B4 Si3 [28] 6 1郾 19 1郾 6 36090 Fe80 P11C9 [29] 1 1郾 38 3郾 3 8695 Fe80 P8B3C9 [30] 1郾 5 1郾 51 5郾 0 8996 Fe76 Si9B10 P5 [31] 2郾 5 1郾 51 0郾 8 — Fe80 Si5B10 P5 [32] 1 1郾 62 1郾 8 17000 Fe77郾 5 Si5郾 5B15郾 5 Zr1郾 5 [33] 1 1郾 60 4郾 3 — Fe75郾 7C7郾 0 Si3郾 3B5郾 0 P8郾 7Cu0郾 3 [22] 3 1郾 56 3郾 6 — Fe75郾 3C7郾 0 Si3郾 3B5郾 0 P8郾 7Cu0郾 7 [22] 1 1郾 61 6郾 7 — Fe81Mo1 P7郾 5C5郾 5B2 Si3 [34] 1 1郾 64 — — (Fe90Co10 )82 P6C7B3 Si2 [35] 1 1郾 65 — — 2郾 2 非块体铁基非晶软磁合金 理想的铁基非晶软磁合金应具有非晶形成能力 高和饱和磁化强度高的特点,但实际上块体非晶合 金中 Fe 含量的局限导致其饱和磁化强度难以继续 提高. 因此,为了获得饱和磁化强度更高的铁基非 晶合金,必须适当牺牲合金的非晶形成能力以保证 更高的 Fe 含量. 早期的铁基软磁合金体系主要是 Fe鄄鄄 B、Fe鄄鄄 P鄄鄄 C、Fe鄄鄄P鄄鄄B、Fe(Co,Ni)鄄鄄 Si鄄鄄 B 等,主要由日本的研 究人员开发和推广. 近几十年中,由于非晶形成理 论和成分设计思路的逐渐成熟,关于高 Bs铁基非晶 合金的进一步探索取得了重要进展. Yashizawa 等[36]通过研究获得了牌号为 HB1 的 铁基非晶合金 Fe81郾 7 Si 2 B16 C0郾 3和 Fe82 Si 2 B14 C2 ,这两 种合金的饱和磁化强度分别为 1郾 65 T 和 1郾 669 T. 中科院宁波材料技术与工程研究院的常春涛课题组 ·1162·