Fe-B-Si-Nb块体非晶合金的成分设计与优化
来源期刊：金属学报2016年第11期
论文作者：耿遥祥 王英敏 羌建兵 董闯 汪海斌 特古斯
文章页码：1459 - 1466
关键词：“团簇加连接原子”模型;Fe-B-Si-Nb块体非晶合金;力学性能;软磁性能;
摘 要：利用"团簇加连接原子"模型设计和优化具有高形成能力的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金.以源于Fe-B二元共晶相的Fe2B局域结构为基础,结合电子浓度判据,构建Fe-B二元理想非晶团簇式[B-B2Fe8]Fe;考虑到原子间混合焓的大小,选择Si和Nb原子分别替代[B-B2Fe8]团簇的中心原子B和壳层原子Fe,得到[Si-B2Fe8-xNbx]Fe系列四元非晶成分.结果表明,[Si-B2Fe8-xNbx]Fe团簇式在x=0.21.2成分处均可形成块体非晶合金,其中在x=0.40.5的成分区间内均可形成临界尺寸为2.5 mm的块体非晶合金.考虑到原子半径的大小,鉴于增加Nb的同时降低Si的含量可维持[Si-B2Fe7.6Nb0.4]Fe非晶团簇结构的拓扑密堆性,由此得到另一系列[（Si1-yBy）-B2Fe8-xNbx]Fe团簇式成分.结果表明,在（x=0.5,y=0.05）x=0.9,y=0.25成分区间内均可通过Cu模铸造法获得直径为2.5 mm的块体非晶.新设计获得的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金具有优良的室温软磁性能和力学性能,其中[Si-B2Fe8-xNbx]Fe（x=0.20.6）非晶合金的饱和磁化强度为1.141.46 T,矫顽力为1.66.7 A/m;[(Si0.95B0.05)-B2Fe7.5Nb0.5]Fe块体非晶合金的室温压缩断裂强度达4220 MPa,塑性形变约为0.5%.
耿遥祥1，王英敏2，羌建兵2，董闯2，汪海斌1，特古斯3
1. 江苏科技大学材料科学与工程学院2. 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室3. 内蒙古师范大学内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室
摘 要：利用"团簇加连接原子"模型设计和优化具有高形成能力的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金.以源于Fe-B二元共晶相的Fe2B局域结构为基础,结合电子浓度判据,构建Fe-B二元理想非晶团簇式[B-B2Fe8]Fe;考虑到原子间混合焓的大小,选择Si和Nb原子分别替代[B-B2Fe8]团簇的中心原子B和壳层原子Fe,得到[Si-B2Fe8-xNbx]Fe系列四元非晶成分.结果表明,[Si-B2Fe8-xNbx]Fe团簇式在x=0.21.2成分处均可形成块体非晶合金,其中在x=0.40.5的成分区间内均可形成临界尺寸为2.5 mm的块体非晶合金.考虑到原子半径的大小,鉴于增加Nb的同时降低Si的含量可维持[Si-B2Fe7.6Nb0.4]Fe非晶团簇结构的拓扑密堆性,由此得到另一系列[（Si1-yBy）-B2Fe8-xNbx]Fe团簇式成分.结果表明,在（x=0.5,y=0.05）x=0.9,y=0.25成分区间内均可通过Cu模铸造法获得直径为2.5 mm的块体非晶.新设计获得的Fe-B-Si-Nb块体非晶合金具有优良的室温软磁性能和力学性能,其中[Si-B2Fe8-xNbx]Fe（x=0.20.6）非晶合金的饱和磁化强度为1.141.46 T,矫顽力为1.66.7 A/m;[(Si0.95B0.05)-B2Fe7.5Nb0.5]Fe块体非晶合金的室温压缩断裂强度达4220 MPa,塑性形变约为0.5%.
关键词：“团簇加连接原子”模型;Fe-B-Si-Nb块体非晶合金;力学性能;软磁性能;
